高效抗湿性的锰掺杂氟化物红色荧光粉的绿色合成、发光性能优化与白光LED器件

Mn4+ ion doped fluoride red emitting phosphor has two main advantages, high quantum efficiency and the sharpest emission, which make it one of the key materials of high efficient white LEDs for backlighting display. Unfortunately, Mn4+ ion doped fluoride red emitting phosphor still has two main disadvantages: 1. Non-green synthetic route because of the use of high volatile HF solution. 2. Poor water resistance or non-uniform of coating. The two main purpose of this project are to develop green synthetic route to high efficient Mn4+ ion doped fluoride red emitting phosphor by replacing high volatile HF solution with inorganic/organic acid with suitable complexion ability and to develop in-situ and uniform coating approach at room temperature. Also the mechanisms on green synthesis and in-situ coating will be deeply studied and concluded.

Mn4+掺杂的碱金属氟化物具有发光效率高和发射半峰宽极窄等优点，成为当前高性能LED显示背光源的核心和关键材料之一，然而，当前该材料在合成方法和化学稳定性两个方面仍存在严重不足：1、合成不绿色，反应过程中必须使用高毒性的HF溶液作为反应溶剂；2、耐湿性差和包覆效果不佳。有鉴于此，本项目拟通过具有适度配位能力的无机或有机酸替代高毒性和挥发性的HF，在溶液中稳定Mn4+离子并实现绿色合成；拟通过室温原位包覆方法，解决材料耐湿性能差和包覆效果不均匀的瓶颈；深入系统研究并揭示材料的绿色合成与水解机理，获得高抗湿性包覆方法与规律，预期将获得若干种具有自主知识产权的高效氟化物红色荧光粉，争取其发光性能达到实用化水平，为未来高效氟化物荧光粉材料设计和研发丰富并提供指导性原则；

Mn4+掺杂的碱金属氟化物具有发光效率高和发射半峰宽极窄等优点，成为当前高性能LED显示背光源的核心和关键材料之一，然而，当前该材料在合成方法和化学稳定性两个方面仍存在严重不足：1、合成不绿色，反应过程中必须使用高毒性的HF溶液作为反应溶剂；2、耐湿性差和包覆效果不佳。有鉴于此，本项目针对性开展工作并取得了以下主要研究进展：1）针对当前氟化物红色荧光粉存在合成不绿色的问题，开展并发展了一种非HF的绿色合成策略，阐明了绿色合成机理，获得了氟化物红色荧光粉；2）针对当前氟化物红色荧光粉存在耐湿性能差的瓶颈，发展了多种低温/室温原位包覆法，包括无机物同质核壳包覆法和有机物异质负载包覆法，总结了高抗湿性机理与调控规律，获得了绿色/高抗湿性能的氟化物红色荧光粉；3）提出一种荧光粉玻璃陶瓷化策略，提升了氟化物荧光粉的耐水性能，获得了高抗湿性氟化物红色复合陶瓷材料；4）发展了一种超疏水包覆策略，拓展研究提升了新型钙钛矿量子点的耐水性能，获得了高抗湿性、高性能绿色发光的钙钛矿量子点复合材料；上述工作进一步推进了窄带发射氟化物荧光粉和钙钛矿量子点在宽色域LED显示器件的基础及应用研究，为未来高性能窄带发射发光材料研究提供了实验依据和设计理念；本项目执行期间，共计在Chem. Mater.、Chem. Eng. J.、Green Chem.、J. Mater. Chem. C、ACS Appl. Mater. Inter.、Chem. Comm.等学术期刊发表研究论文12篇，其中SCI收录论文共10篇，含中科院JCR一区论文6篇，含高被引ESI论文2篇；其中，2篇论文被引用超100次，论文总被引用次数399次，篇均被引用33次）；共计申请中国发明专利4项，国际PCT专利1项; 此外，应邀参加国际和国内学术会议，分别做邀请报告或主题报告共9人次和9人次；