利用乳糖酸的钝化效应提升K2SiF6∶Mn4+的耐湿性

万萍萍; 杨静; 刘红秀; 刘德权; 周文理

doi:10.37188/CJL.20220127

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利用乳糖酸的钝化效应提升K₂SiF₆∶Mn⁴⁺的耐湿性

发光产业及技术前沿 | 更新时间：2022-10-19

- 利用乳糖酸的钝化效应提升K₂SiF₆∶Mn⁴⁺的耐湿性
  增强出版
- Improving Moisture Resistance of K₂SiF₆∶Mn⁴⁺ via Passivation Effect of Lactobionic Acid
- 发光学报 2022年43卷第8期页码：1300-1308
- 作者机构：
  
  1.湖南师范大学化学化工学院，湖南长沙　410081
  2.湖南普斯赛特光电科技有限公司，湖南长沙　410116
- 作者简介：
  
  [ "万萍萍（1996-），女，安徽桐城人，硕士研究生，2019年于安庆师范大学获得学士学位，主要从事氟化物红色荧光粉的研究。 E-mail： 2950167037@qq.com" ]
  [ "刘德权（1968-），男，湖南新化人，硕士，工程师，2020年于湖南大学获得硕士学位，主要从事半导体发光器件封装与应用的研究。 E-mail： 19526166@qq.com" ]
  [ "周文理（1982-），男，湖南邵东人，博士，副教授，2012年于中山大学获得博士学位，主要从事照明与显示用无机发光材料的研究。 E-mail： chemwlzhou@hunnu.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  长沙市自然科学基金(kq2202235);化学生物学及中药分析教育部重点实验室开放基金（KLCBTCMR20‐23）资助项目
- DOI：10.37188/CJL.20220127
  中图分类号： O611.3
- 纸质出版日期：2022-08-05，
  
  收稿日期：2022-04-09，
  
  修回日期：2022-04-23，
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万萍萍,杨静,刘红秀等.利用乳糖酸的钝化效应提升K₂SiF₆∶Mn⁴⁺的耐湿性[J].发光学报,2022,43(08):1300-1308.

WAN Ping-ping,YANG Jing,LIU Hong-xiu,et al.Improving Moisture Resistance of K₂SiF₆∶Mn⁴⁺via Passivation Effect of Lactobionic Acid[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(08):1300-1308.
万萍萍,杨静,刘红秀等.利用乳糖酸的钝化效应提升K₂SiF₆∶Mn⁴⁺的耐湿性[J].发光学报,2022,43(08):1300-1308. DOI： 10.37188/CJL.20220127.

WAN Ping-ping,YANG Jing,LIU Hong-xiu,et al.Improving Moisture Resistance of K₂SiF₆∶Mn⁴⁺via Passivation Effect of Lactobionic Acid[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(08):1300-1308. DOI： 10.37188/CJL.20220127.

摘要

耐湿性差是掺Mn

氟化物红色荧光粉在高稳定性器件应用中面临的一个瓶颈问题。本工作提出利用乳糖酸的钝化效应清除K

SiF

∶Mn

表面的Mn

，重构无Mn

的氟化物惰性壳层，以提升其耐湿性。结果表明，经乳糖酸钝化后的氟化物的晶相、形貌及发光强度几乎不变。水浸360 h后，钝化的氟化物的内量子效率为96.9%，远高于未处理的氟化物的59.8%。经乳糖酸处理，水解后的氟化物的内量子产率可以恢复到98.8%。在60 mA驱动电流下，将钝化后的氟化物作为红光成分，封装了相关色温为3 518 K、显色指数为88.5、发光效率为130.61 lm·W

-1

的暖白光LED。在高温（85

℃）高湿（85%）环境中老化500 h后，该LED器件具有较高稳定性，光效可维持为初始值的90.5%，高于未经处理的氟化物所封装的白光器件（82.3%）。因此，简单的乳糖酸处理可以有效提升掺Mn

氟化物的耐湿性。本工作可为高稳定性氟化物红色荧光粉的工业化生产提供借鉴。

Abstract

Poor moisture resistance is a bottleneck for the application of Mn

-doped fluoride red phosphors in high-stability devices. This work proposes to use the passivation effect of lactobionic acid to remove Mn

on the surface of K

SiF

∶Mn

， and reconstruct the Mn

-free fluoride inert shell to improve its moisture resistance. The results show that the crystal phase， morphology and luminescence intensity of the passivated fluoride are almost unchanged. After 360 h of water immersion， the internal quantum efficiency of the passivated fluoride is 96.9%， which is much higher than that（59.8%） of the untreated fluoride. After treatment with lactobionic acid， the internal quantum yield of hydrolyzed fluoride can be recovered to 98.8%. At a driving current of 60 mA， a warm white LED with a correlated color temperature of 3 518 K， a color rendering index of 88.5， and a luminous efficiency of 130.61 lm·W

-1

was encapsulated by using the passivated fluoride as the red-light component. After aging in a high temperature（85 ℃） and high humidity（85%） environment for 500 h， the LED device has high stability， and the luminous efficiency can maintain at 90.5% of the initial value， which is higher than that（82.3%） of white LED encapsulated with the untreated fluoride. Therefore， the simple lactobionic acid treatment can effectively improve the moisture resistance of Mn

-doped fluorides. This work can provide a reference for the industrial production of highly stable fluoride red phosphors.

关键词

K2SiF6∶Mn4+耐湿性惰性壳层白光LED乳糖酸

Keywords

K2SiF6∶Mn4+moisture resistanceinert shellwhite LEDlactobionic acid

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