一种Mn制造技术

本发明专利技术公开了一种Mn

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发光材料，特别是涉及一种能用于白光LED的红光材料及其制备方法；具体涉及一种激发波长位于蓝光区域，发射波长位于红光区域的Mn4+掺杂的氟化氢纳发光材料及其制备方法。
技术介绍
白光LED是继白炽灯、荧光灯之后的第四代光源，是21世纪公认的新光源。因其高效节能、绿色环保、寿命长以及体积小等优点，广泛应用于照明、通讯和显示等多种领域，不仅为制造商提供了完美的背光方案，也为普通照明提供经济优质的光源。如今市场主导的白光LED产品是由黄色荧光粉YAG:Ce与蓝光LED封装，通过黄蓝互补配色得到色白光LED，与传统节能灯相比，此类白光LEDs在低色温区显色指数较低，无法满足大规模的照明需求，原因是其白光中只有黄光与蓝光成分，而红色的成分较少。为了提高由黄色荧光粉YAG:Ce与蓝光芯片组成的白光LED显色指数，在YAG:Ce中混入红色氮化物荧光粉，比较有效而实际的方法。目前能达到商业化应用要交的二基色WLED用红光材料普遍采用二价铕掺杂的氮化物体系，如Sr2‐x‐yBaxCaySi5N8:Eu2+，其基质稳定性高、吸收带宽、色纯度高、发光效率高、温度猝灭不明显，能有效优化二基色WLED的显色指数与色温，在465nm激发下的量子效率达到80％，发光强度在150℃只降低百分之几[X.Q.Piao,T.Horikawa,H.Hanzawa,K.Machida,“CharacterizationandluminescencepropertiesofSr2Si5N8:Eu2+phosphorforwhitelight‐emitting‐diodeillumination”,Appl.Phys.Lett.88(2006)161908.Y.Q.Li,DeWithG,H.T.Hintzen,“TheeffectofreplacementofSrbyCaonthestructuralandluminescencepropertiesofthered‐emittingSr2Si5N8:Eu2+LEDconversionphosphor”,J.SolidStateChem.181(2008)515‐524.]。由于用来制备该体系红光材料的碱土氮化物、氮化硅等原料非常昂贵，且混料与制备的全过程需避水避氧，使得氮化物红光材料的价格高昂。Mn4+掺杂的红光材料因运而生，引起来人们的极大兴趣，是因其在复合铝酸盐与复合氟化物中的激发波长位于近紫外至蓝光区域，正与半导体基紫光与蓝光LED的电致发光波长匹配，能有效吸收LED芯片的紫光与蓝光，而其发射光谱呈锐峰位于红光区域，高效发射的红光可有效提高WLED的显色指数，获得低色温高显色的暖白光。Mn4+所具备的这种具有宽激发带与窄发射带的发光性质尤其对照明应用是有利的。因此，LED业界期待Mn4+掺杂的红光材料能取代合成条件苛刻、原料稀缺的商业氮化物红粉。Philips公司上世纪二十年代专利技术的Mn4+掺杂的氟锗酸盐红色荧光粉发光效率高、色纯度高[G.Kemeny,C.H.Haake,“Activatorcenterinmagnesiumfluorogermanatephosphors”,J.Chem.Phys.33(1960)783.]，但价格昂贵(因原料含GeO2)，因此，该红粉目前仅应用于特种荧光灯以提高其显色指数，而其激发光谱位于近紫外光区，不适用于市场主导的蓝光芯片基LED。荧光粉CaAl12O19:Mn4+在近紫外光与蓝光的激发下可发射出红光，从理论上讲，该粉可潜在应用于LED，但其发光效率仍有待提高[T.Murata,T.Tanoue,M.Iwasaki,K.Morinaga,T.Hase,“FluorescencepropertiesofMn4+inCaAl12O19compoundsasred‐emittingphosphorforwhiteLED”,J.Lumin.114(2005)207；Y.X.Pan,G.K.Liu,“Enhancementofphosphorefficiencyviacompositionmodification”,Opt.Lett.33(2008)1]，最近利用阴离子交换法，高效合成与研究了红光材料K2TiF6:Mn4+，其光效高达98％，将K2TiF6:Mn4+与黄绿色荧光粉YAG:Ce共同封装于蓝光LED芯片后，得到低色温(3088K)、高显色性(CRI＝90)、高效率(82％)的暖白光WLED[H.M.Zhu,C.C.Lin,W.Q.Luo,S.T.Shu,Z.G.Liu,Y.S.Liu,J.T.Kong,E.Ma,Y.G.Cao,R.S.Liu,X.Y.Chen,\Highlyefficientnon‐rare‐earthredemittingphosphorforwarmwhitelight‐emittingdiodes\,Nat.Commun.5(2014)4312.]。日本研究者合成了一系列Mn4+掺杂的复合氟化物红光材料并研究其发光性质，但合成方法较复杂，且所用原料昂贵(纯金属)，所用刻蚀液浓度很高(40％HF水溶液)，KMnO4浓度高(易出现不发光的副产物，如MnO2)[S.Adachi,T.Takahashi,\AyellowphosphorK2SiF6activatedbyMn2+ion\,J.Appl.Phys.108(2010)063506；R.Kasa,S.Adachi,\Mn‐activatedK2ZrF6andNa2ZrF6phosphors:Sharpredandoscillatoryblue‐greenemissions\,J.Appl.Phys.112(2012)013506.；S.Adachi,T.Takahashi,\PhotoluminescenceandRamanscatteringspectroscopiesofBaSiF6:Mn4+redphosphor\,J.Appl.Phys.106(2009)013516.]。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能有效被GaN芯片的蓝光激发，并发射红光的无机的二基色白光LED用红光材料及其制备方法。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种Mn4+掺杂的氟化氢纳红光材料：该材料以NaHF2为基质，以Mn4+作为发光中心，化学组成为NaHF2:Mn4+，Mn4+的摩尔掺杂浓度为NaHF2的0.1％～1.0％；Mn4+部分取代Na+与H+，并形成负电子空穴使晶体中电荷保持中性。优选所述Mn4+的摩尔掺杂浓度为NaHF2的0.4％～0.6％。该氟化氢纳红光材料为白色粉体，发光均匀，最大激发波长在蓝光区域，发射波长伴于红光区域。具体是产品在紫外灯下专利技术亮红光，该材料激发光谱由三个分别位于250nm、350nm、460nm宽带组成，其最大的激发带与白光LED蓝光芯片所发的蓝光光谱完全匹配，发射光谱位于由7个分别位于593nm、605nm、608nm、616nm、626nm、630nm与642nm的尖峰组成，最高峰位于626nm。所述发射光色坐标位于:x＝0.66；y＝0.33，非常接近于CIE标准红光的色坐标。所述Mn4+掺杂的氟化氢纳红本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Mn4+掺杂的氟化氢纳红光材料，其特征在于：该材料以NaHF2为基质，以Mn4+作为发光中心，化学组成为NaHF2:Mn4+，Mn4+的摩尔掺杂浓度为NaHF2的0.1％～1.0％；Mn4+部分取代Na+与H+，并形成负电子空穴使晶体中电荷保持中性。

【技术特征摘要】
1.一种Mn4+掺杂的氟化氢纳红光材料，其特征在于：该材料以NaHF2为基质，以Mn4+作为发光中心，化学组成为NaHF2:Mn4+，Mn4+的摩尔掺杂浓度为NaHF2的0.1％～1.0％；Mn4+部分取代Na+与H+，并形成负电子空穴使晶体中电荷保持中性。2.根据权利要求1所述Mn4+掺杂的氟化氢纳红光材料，其特征在于：所述Mn4+的摩尔掺杂浓度为NaHF2的0.4％～0.6％。3.根据权利要求1所述Mn4+掺杂的氟化氢纳红光材料，其特征在于：该氟化氢纳红光材料为白色粉体，发光均匀，最大激发波长在蓝光区域，发射波长位于红光区域；所述发射光色坐标位于:x＝0.66,y＝0.33，非常接近于CIE标准红光的色坐标。4.权利要求1所述Mn4+掺杂的氟化氢纳红光材料的制备方法，其特征在于：将K2...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘跃晓，席陆青，刘桂，潘鑫，张磊，孔亦楠，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33