一種白光LED用硅酸鹽橙紅色熒光粉的合成方法技術

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于發光材料
，具體涉及一種白光LED用硅酸鹽橙紅色熒光粉的合成方法。
技術介紹
白光LED作為一種新型的綠色環保固體照明光源，被譽為第四代21世紀綠色環保照明光源，以其節能、環保(無污染、可回收)、體積小(顆粒小、易組合)、發熱量低(無熱輻射)、耗電少、壽命長(大于10000小時)、反應快等優點，廣泛用于手機、液晶顯示器的背光源、指示燈、戶外照明、室內照明、景觀照明、廣告牌、交通指示燈等，在全球半導體和照明領域掀起了一股白光LED熱潮。目前，白光LED主要是利用發光二極管(LED)的發射光去激發熒光粉而實現白光發射。實現白光LED主要有以下3種途徑一是藍光芯片和可被藍光有效激發的黃色熒光粉組合成白光LED。目前是實現白光LED的一種主流技術方案，但是缺乏紅光成分；二是用紫外芯片和能被紫外光有效激發而發射紅、綠、藍三基色光的熒光粉組合成白光LED;三是將紅、綠、藍三基LED芯片組裝實現白光。但是能夠被近紫外光和藍光有效激發的熒光粉較缺乏，尤其是高效紅色熒光粉的匱乏，導致白光LED的顯色指數偏低，色溫偏高，影響了 LED的普及應用。近年來，人們開始嘗試采用藍光LED芯片加上綠色和紅色熒光粉或者近紫外-紫外(350 410 nm)發射的InGaN管芯激發三基色熒光粉以實現白光LED，獲得高顯色性、低色溫的白光LED。美國專利5998925公開了一種黃色熒光粉(Y，Gd)3 (Al，Ga)5012: Ce，將其作為光轉換材料與藍光LED管芯相匹配復合成白光。該體系發光效率高，但由于光譜成分中缺少紅光，造成色溫偏高和顯色性較差。中國專利公開了 CN01029230A—種氮氧化物綠色熒光粉，與紅色氮化物熒光粉Sr2Si5N8匹配制造出高顯色性低色溫的白光LED。但氮氧化物熒光粉發光效率較低，且制備方法需要采用高溫、高壓固相法，目前作為白光LED材料還有很大局限性。因此，研究適合近紫外-藍光高效激發的LED用紅色熒光粉顯得非常重要。紅熒光粉的制備方法，目前主要以高溫固相法為主，但高溫固相法合成溫度高、煅燒保溫時間長，物相雜且顆粒粗大，形貌不規則。后續的粉碎工藝會引起熒光粉發光性能和使用性能的大幅下降。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種白光LED用硅酸鹽橙紅熒光粉及制備方法。此方法以堿土金屬化合物、正硅酸乙酯和固體稀土鹽、螯合劑為原料，在溶液中發生化學反應，螯合劑使溶液與溶質形成螯合物和配合物，形成一種比較穩定的形態，表面活性劑增加了反應物的比表面積，提高反應物接觸面和反應速率，因此提高了成核速率和長大速率的比值，制備出微細、均勻的前驅物，反應生成的前驅物干燥、熱分解得到均勻摻雜的目標產物。本專利技術提出的白光LED用硅酸鹽橙紅色熒光粉的制備方法包括以下步驟 (1)根據化學式Sr3_x_yMySi05xEu2+ (M=Mg, Ca、Ba)各元素化學計量比，其中0〈x〈0. 1，稱取相應的堿金屬鹽、正硅酸乙酯和硝酸銪；再分別稱取以上藥品總質量的O. lwt9T2 wt%的表面活性劑和助熔劑； (2)將稱取的正硅酸乙酯在酸性條件強烈攪拌一段時間使其充分水解，再將堿金屬鹽和硝酸銪、表面活性劑和適量的螯合劑在水溶液中充分混合，反應物與螯合劑的摩爾比為I Γ50然后將兩種溶液混合后充分攪拌直至反應物與螯合劑完全反應并形成透明清澈的溶液； (3)將上述溶液陳化并烘干，得到前驅物粉末； (4)將前驅物粉末與助溶劑混合均勻后，在還原氣氛下煅燒，煅燒溫度為IlOO0C 1400°C，煅燒時間為3 6小時，即得目標產物。·本專利技術中，步驟(I)中所述堿金屬鹽為M(NO3)2 ·4Η20或MCl2 ·6Η20 ;所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉或聚乙二醇；所述助熔劑為H3B03、BaF2, SrF2, Li2CO3中的一種或多種。本專利技術中，步驟(2)中所述螯合劑為檸檬酸、乙二胺四乙酸、聚丙烯酸中的一種或多種。本專利技術中，步驟(4 )中所述還原性氣氛由活性碳粉燃燒法提供，或使用氮/氫混合氣體。與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果 (I)本專利技術制備出的熒光粉能有效吸收300 480nm范圍內的激發波長，適合用作紫外(400 480nm)白光LED橙紅色熒光粉； (2)由于螯合劑使溶液與溶質形成螯合物體和配合物，整個溶液使一種比較穩定的形態，表面活性劑增加了反應物的比表面積，提高反應物的接觸面和體系中離子的擴散速度，因而化學反應速度加快，化學反應時間縮短； (3)本專利技術采用溶膠凝膠法制備熒光粉，結晶性好，顆粒細小，分布均勻，工藝簡單，易操作，重復性好； (4)本專利技術制備出的熒光粉，具有良好的發光特性和穩定性。附圖說明圖I是本專利技術提供的一種LED硅酸鹽橙紅色熒光粉的制備方法的工藝流程 圖2是橙紅色熒光粉Sr2.94Si05 0. 06Eu2+監控波長為590nm的的XRD圖譜； 圖3是橙紅色熒光粉Sr2.94Si05 0. 06Eu2+激發波長為450nm的激發和發射光圖譜。具體實施例方式實施例I 按化學通式Sr2.94Si05: O. 06 Eu2+先稱取(C2H5)4SiO4 O. Imol并將其溶于IOOml水中，加入Iml乙醇和幾滴硝酸，然后強烈攪拌使(C2H5)4SiO4充分水解并形成透明、澄清的溶液一；然后稱取 Sr (NO3) 2 ·4Η20 (A. R. ) O. 294mol 和 Eu (NO3) 3 · 6H20 (A. R. ) O. 006mol，再分別稱取以上藥品總質量的O. lwt%的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉和螯合劑(反應物和螯合劑比例為1:2);將上述藥品溶于水中配成lmol/L的溶液二 ；然后將溶液二逐滴加入到強烈攪拌的溶液一中，最后形成澄清的溶液，再在80°C恒溫下陳化，最后將形成的凝膠放在烘箱里得到前軀體粉末；將前軀體粉末和助熔劑混合均勻后，在活性碳粉燃燒提供還原性氣氛下煅燒，煅燒溫度為1100-1400°C，煅燒時間4小時，即得目標產物。實施例2按化學通式 Sr2^Caatl4SiO5: 0.06 Eu2+先稱取(C2H5)4SiO4 O. Imol 并將其溶于 IOOml水中，加入Iml乙醇和幾滴硝酸，然后強烈攪拌使(C2H5)4SiO4充分水解并形成透明、澄清的溶液一；然后稱取 Sr (NO3)2CA. R. )0. 29mol,Ca(NO3)2 ·4Η20(Α· R. )0. 29mol 和 Eu(NO3)3 ·6H20(A. R. ) O. 006mol，再分別稱取以上藥品總質量的O. lwt%的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉和螯合劑(反應物和螯合劑比例為1:2);將上述藥品溶于水中配成lmol/L的溶液二 ；然后將溶液二逐滴加入到強烈攪拌的溶液一中，最后形成澄清的溶液，再在80°C恒溫下陳化，最后將形成的凝膠放在烘箱里得到前軀體粉末；將前軀體粉末和助熔劑混合均勻后，在活性碳粉燃燒提供還原性氣氛下煅燒，煅燒溫度為1100-140(TC，煅燒時間4小時，即得目標產物。實施例3 按化學通式 Sr2^Mgatl4SiO5: 0.06 Eu2+先稱取(C2H5)4SiO4 O. Imol 并將其溶于 IOOml水中，加入Iml乙醇和幾本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種白光LED用硅酸鹽橙紅色熒光粉的合成方法，其特征在于材料成分為銪激活的堿土硅酸鹽，化學結構式為：Sr3？x？yMySiO5：xEu2+（M=Mg、Ca、Ba），其中0

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭玲玲，韓濤，曹仕秀，其他發明人請求不公開姓名，
申請(專利權)人：重慶文理學院，
類型：發明
國別省市：