暖白光LED用双钙钛矿型钛酸盐红色荧光粉及其制备方法与流程

本发明涉及无机固体发光材料领域，尤其是涉及一种暖白光LED用双钙钛矿型钛酸盐红色荧光粉及其制备方法。

背景技术：
作为一种先进的照明技术，白光LED因其相对于传统白炽灯/荧光灯具有高效率、长寿命、小体积、环保等诸多优点而备受关注，被广泛应用于室内照明、道路照明、面板显示、植物生长等领域。目前，制备白光LED的主流方案是基于YAG:Ce3+黄色荧光粉耦合GaN基蓝光芯片的技术。然而，这一技术存在如下问题：YAG:Ce3+红光发射比例较少，相应地白光LED器件红光光谱欠缺，导致LED发光色温偏高、显色指数偏低，呈现冷光特征。为了解决该问题，国内外研究人员致力于开展新型高效红色荧光粉的研发，通过在封装材料中加入一定量的红粉，来降低LED发光的色温并提高其显色指数，从而获得色品质量较高的白光LED。这种暖白光LED适合应用于对照明光源具有较高要求的场合(如室内照明)。Mn4+离子在合适的基质中能发射出620-750nm范围内的饱和红光窄带谱。近年来，掺Mn4+的红色荧光粉因其低廉的价格和高效红光发射特性而成为LED荧光粉研究的热点。掺Mn4+的3.5MgO·0.5MgF2·GeO2红色荧光粉已经量产和商品化，但此荧光粉中含锗氧化物昂贵的价格限制了其广泛应用。美国GE公司Setlur等人在2010年将K2TiF6:Mn4+及(Sr,Ca)3(Al,Si)O4(F,O):Ce3+荧光粉与蓝光芯片耦合，成功制得了光效为82lm/W、色温为3088K、显色指数为90的白光LED，由此引发了一股针对Mn4+掺杂氟化物A2XF6(A＝Na,K,Cs；X＝Ti,Si,Ge,Sn)荧光材料的研究热潮。由于氟化物合成过程中需要使用对人体健康和环境有极大危害的高浓度氢氟酸，且氟化物在潮湿环境下化学稳定性较差，作为荧光粉材料具有明显的局限性。因此，研发适合于Mn4+掺杂，发光特性好，物化性能稳定，且价格低廉的新型荧光基质材料是白光LED行业面临的当务之急。本发明提出一种新颖的具有A2BB’O6结构通式的双钙钛矿型钛酸盐红色荧光粉Gd2ZnTiO6:Mn4+(简称GZT:Mn4+)及其制备方法，该荧光粉制备条件简单、性能良好。图1给出了Gd2ZnTiO6晶体结构中原子排布图，其中，Gd3+占据了A格位，并和临近的八个氧原子配位；而Zn2+和Ti4+由于电荷和离子半径的差异分别有序地占据了B和B’格位，形成扭曲的八面体[ZnO6]和[TiO6]配位环境，最终使得Gd2ZnTiO6成为一种低对称性(P21/n)的单斜晶系结构。由于Mn4+和Ti4+具有相同的价态，以及较接近的离子半径(分别为53.0pm和60.5pm),Mn4+倾向于取代基质中的Ti4+离子形成[MnO6]八面体。该材料在紫外光激发下能产生强的红光发射，其色度坐标为(0.729,0.271)，与饱和红光色坐标(0.735,0.265)十分接近。

技术实现要素：
一种Mn4+掺杂的双钙钛矿型钛酸盐红色荧光粉，其化学通式为Gd2ZnTi1-xO6:xMn4+，其中Mn4+含量x为0.01％-2.00％。在该化合物中，掺杂的Mn4+离子占据基质中Ti4+离子格位，形成[MnO6]八面体。此材料晶体结构属于单斜晶系，发光中心为...