[发明专利]一种近紫外LED用白光荧光粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光学功能材料无机合成技术领域，具体涉及一种近紫外LED用白光荧光粉的制备方法。

背景技术

近几年来，固体照明光源发光二极管(LED)由于其高效节能的特点，在日常生活中的应用日益增多，如背景照明、交通信号灯、全色显示以及普通照明等，它将成为21世纪照明光源的重大革新。LED将继第一代光源白炽灯，第二代光源荧光灯，第三代光源高强度气体放电灯，成为第四代照明光源.目前，商用白光LED是用蓝光InGaN管芯激发YAG:Ce³⁺黄色荧光粉，黄光和蓝光混合以得到白光。该白光发射体系存在一定的不足，主要是二极管的工作温度及电流改变后，管芯的蓝光发射和YAG:Ce³⁺荧光粉的黄光发射都会产生一定的波长位移，从而导致其白光发射不稳定。为解决上述问题，国内外研究人员开始尝试用发射350～410nm紫外光的InGaN管芯激发红绿蓝三基色混合荧光粉而产生白光，制成白光LED。然而，混合荧光粉之间存在颜色再吸收和配比调控问题，使流明效率和色彩还原性受到较大影响。因此，实现单一基质中的白光发射是解决混合荧光粉不足的一条有效途径。设计并有效合成适用于紫外激发的新型白光材料具有广阔的市场应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种近紫外LED用白光荧光粉的制备方法。

本发明提出的近紫外LED用白光荧光粉的制备方法，采用水热反应直接一步合成微米钨酸盐高亮度白色发光体。该发光体在270nm紫外光激发下，可产生的467、590和611nm蓝带到红带发射光谱混合所产生的白色光。

本发明提出的近紫外LED用白光荧光粉的制备方法，其具体步骤如下：

(1)将稀土离子化合物和激活剂溶于浓硝酸中，加热蒸干，用去离子水溶解所得稀土硝酸盐，得到稀土硝酸盐溶液；激活剂与稀土离子摩尔比为0.01～0.02，所用硝酸只是保证稀土氧化物完全溶解转变为稀土的硝酸盐，过量的硝酸可以加热蒸发除去；

(2)将可溶性钨酸盐和表面活性剂溶解于去离子水中，得到钨酸盐溶液，备用，表面活剂性的加入量为稀土离子化合物、激活剂和可溶性钨酸盐总重量的0-30wt％；

(3)将步骤(1)得到的稀土硝酸盐溶液加入到步骤(2)所得的钨酸盐溶液中搅拌，发生沉淀反应，磁力搅拌时间为25-60分钟，得到白色沉淀；

(4)将步骤(3)所得的含有沉淀物的溶液作为前驱物加入到反应釜中，发生水热反应，反应温度为100-260℃，反应时间为24～72小时；

(5)将步骤(4)得到的反应产物冷却至室温，离心分离，并用去离子水洗涤(3～4次)，干燥，即得所需产物；

其中，所述稀土离子为Y³⁺、Gd³⁺、Lu³⁺或La³⁺中任一种。

本发明中，步骤(1)中所述稀土离子化合物为稀土离子氧化物，(如Y₂O₃(氧化钇)、Gd₂O₃(氧化钆)、Lu₂O₃(氧化镥)或La₂O₃(氧化镧))、稀土离子硝酸盐、稀土离子氯化物、稀土离子草酸盐或稀土离子氢氧化物中任一种。

本发明中，步骤(1)中所述激活剂为氧化铕、碳酸铕、乙酸铕、氢氧化铕或草酸铕等中任一种。

本发明中，步骤(2)中所述可溶性钨酸盐为钨酸胺、钨酸锂、钨酸钠或钨酸钾等中任一种。

本发明中，步骤(2)中所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、嵌段共聚物环氧乙烷-环氧丙烷-环氧丁烷(P123)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等中任一种。表面活性剂的加入可以调控产物的形貌，不加表面活性剂对发光的影响不是非常明显。

本发明中，步骤(5)中所述干燥温度为50-80℃，时间为12-72小时。

本发明采用水热法在中低温条件下合成出化学性能稳定，通过改变Eu³⁺离子的浓度，从而使发光颜色可调的白光荧光粉。反应物组成配比以RE_(2-x)WO₆∶Eu³⁺_x，Eu³⁺离子浓度为Eu³⁺/RE³⁺(RE³⁺＝Y³⁺/La³⁺/Gd³⁺/Lu³⁺)＝0.01-0.02。