亚微米尺寸K2SiF6:Mn4+红色荧光粉的沉淀法合成及其发光性能研究

张鑫鑫; 宋建宇; 雷云龙; 沈龙海; 张亮亮

doi:10.37188/CJL.20230262

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亚微米尺寸K₂SiF₆:Mn⁴⁺红色荧光粉的沉淀法合成及其发光性能研究

更新时间：2023-11-21

- 亚微米尺寸K₂SiF₆:Mn⁴⁺红色荧光粉的沉淀法合成及其发光性能研究
  增强出版
- Synthesis and Luminescence Properties of Submicron K₂SiF₆:Mn⁴⁺ Red Phosphor by Precipitation Method
- 发光学报 2023年页码：1-9
- 作者机构：
  
  1.沈阳理工大学理学院，辽宁沈阳　110159
  2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室，吉林长春　130033
- 作者简介：
  
  [ "张鑫鑫（1998-）辽宁大连人，硕士研究生，沈阳理工大学，主要从事过渡金属与稀土发光材料方面的研究E-mail: 13644935120@163.com" ]
  [ "宋建宇（1969-），男，辽宁省盖州人，博士，副教授，2009 年于东北大学获得博士学位，主要从事凝聚态磁性物理与光电器件性能研究。" ]
  [ "沈龙海（ 1977-），男，黑龙江哈尔滨人，博士，教授，2006 年于吉林大学获得博士学位，主要从事功能材料制备与光电性能研究。E-mail： shenlonghai@sylu.edu.cn" ]
  [ "张亮亮（1987- ），男，山东烟台人，博士，副研究员，2015年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位，主要从事发光材料方面的研究。E-mail： zhangliangliang@ciomp.ac.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(U22A20139;11974346;12074373;12074374;12274304;52072361;52102192);国家重点研发计划(2021YFB3502701);中国科学院青年创新促进会(2020222);吉林省自然科学基金(SKL202302024;20220101208JC;20230101123JC);吉林省重点研发项目(20210201024GX);长春市科技规划项目(21ZGY05);中国科学院透明光功能无机材料实验室开放课题基金资助项目;安徽省重点科技项目(2021e03020007)
- DOI：10.37188/CJL.20230262
  中图分类号：
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张鑫鑫,宋建宇,雷云龙等.亚微米尺寸K₂SiF₆:Mn⁴⁺红色荧光粉的沉淀法合成及其发光性能研究[J].发光学报,

ZHANG Xinxin,SONG Jianyu,LEI Yunlong,et al.Synthesis and Luminescence Properties of Submicron K₂SiF₆:Mn⁴⁺ Red Phosphor by Precipitation Method[J].Chinese Journal of Luminescence,
张鑫鑫,宋建宇,雷云龙等.亚微米尺寸K₂SiF₆:Mn⁴⁺红色荧光粉的沉淀法合成及其发光性能研究[J].发光学报, DOI：10.37188/CJL.20230262

ZHANG Xinxin,SONG Jianyu,LEI Yunlong,et al.Synthesis and Luminescence Properties of Submicron K₂SiF₆:Mn⁴⁺ Red Phosphor by Precipitation Method[J].Chinese Journal of Luminescence, DOI：10.37188/CJL.20230262

摘要

亚微米尺寸K,2,SiF,6,：Mn,4+ ,荧光粉被认为是Micro-LED显示领域的变革性技术，但是小粒径K,2,SiF,6,：Mn,4+ ,荧光粉的合成技术不成熟，难以实现亚微米尺度下的高效发光。因此，本文报道了一种亚微米级K,2,SiF,6,：Mn,4+ ,荧光粉的沉淀合成新方法。经荧光光谱分析，该荧光粉在450 nm蓝光激发下展现出典型的Mn,4+ ,红色发光，其内量子效率高达94.9 %。经SEM观察，合成的荧光粉粒径分布在150 ~ 450 nm范围。该荧光粉具备良好的热猝灭性能，在443 K保持初始发光强度的102 %。将绿色荧光粉β-sialon：Eu,2+, 和K,2,SiF,6,：Mn,4+ ,混合涂覆在蓝光芯片上制成白光LED，其色域覆盖范围达到133 % NTSC，在驱动电流从10 mA增加到120 mA的情况下，色温波动 ~ 10 %、显色指数波动 ~ 2 %，总体性能保持稳定。本文将为亚微米尺寸K,2,SiF,6,：Mn,4+ ,荧光粉的合成提供新的方法，以促进Micro-LED显示技术的进一步发展。

Abstract

Sub-micrometer-sized K,2,SiF,6,：Mn,4+ ,phosphors hold transformative potential in the Micro-LED display industry. However， the synthesis of small-diameter K,2,SiF,6,：Mn,4+, phosphors remains a challenge due to immature technology， hindering efficient luminescence at the sub-micrometer scale. This paper introduces a novel method for synthesizing sub-micrometer-sized K,2,SiF,6,：Mn,4+, phosphors via precipitation. Fluorescence spectroscopy analysis reveals that the phosphor displays typical Mn,4+, red emission under 450 nm blue light excitation， with an internal quantum efficiency reaching 94.9 %. SEM observation indicates that the synthesized phosphor particles exhibit a size distribution between 150 and 450 nm. The phosphor demonstrates excellent thermal quenching performance， maintaining 102 % of the initial luminescence intensity at 443 K. A white LED was fabricated by combining green phosphor β-sialon：Eu,2+, and K,2,SiF,6,：Mn,4+, and applying it to a blue chip. The color gamut coverage achieved 133 % NTSC， and the color temperature and color rendering index fluctuated by approximately 10 % and 2 % respectively when the driving current increased from 10 mA to 120 mA， indicating overall stable performance. This paper offers fresh insights into the synthesis of sub-micrometer-sized K,2,SiF,6,：Mn,4+, phosphors， contributing to the advancement of Micro-LED display technology.

关键词

荧光粉亚微米尺寸Mirco-LED合成方法

Keywords

PhosphorSubmicron-sizeMirco-LEDSynthesis

references

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