白光熒光材料及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED用熒光粉，屬于光致發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]LED采用熒光粉實現(xiàn)白光主要有三種方法，但它們并沒有完全成熟，由此嚴(yán)重地影響白光LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用。具體來說，第一種方法是在藍(lán)色LED芯片上涂敷能被藍(lán)光激發(fā)的黃色熒光粉，芯片發(fā)出的藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光互補(bǔ)形成白光。該技術(shù)被日本Nichia公司壟斷，而且這種方案的一個原理性的缺點就是該熒光體中Ce3+離子的發(fā)射光譜不具連續(xù)光譜特性，顯色性較差，難以滿足低色溫照明的要求，同時發(fā)光效率還不夠高，需要通過開發(fā)新型的高效熒光粉來改善。
[0003]第二種實現(xiàn)方法是藍(lán)色LED芯片上涂覆綠色和紅色熒光粉，通過芯片發(fā)出的藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的綠光和紅光復(fù)合得到白光，顯色性較好。但是，這種方法所用熒光粉有效轉(zhuǎn)換效率較低，尤其是紅色熒光粉的效率需要較大幅度的提高。
[0004]第三種實現(xiàn)方法是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多種顏色的熒光粉，利用該芯片發(fā)射的長波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm-410nm)來激發(fā)熒光粉而實現(xiàn)白光發(fā)射，該方法顯色性更好，但同樣存在和第二種方法相似的問題，且目前轉(zhuǎn)換效率較高的紅色和綠色熒光粉多為硫化物體系，這類熒光粉發(fā)光穩(wěn)定性差、光衰較大。
[0005]現(xiàn)有的熒光粉的均勻性不易控制，從而影響到最后燈具的發(fā)光效果。因此開發(fā)高效的、低光衰的白光LED用熒光粉已成為一項迫在眉睫的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是提供一種熒光材料，該熒光材料為AgxSnO2其中x = 0.0014-0.007。該熒光材料能發(fā)兩種不同顏色熒光，且兩種顏色互為補(bǔ)色的熒光材料，且該熒光材料使用壽命增長。
[0007]基于該發(fā)明目的，本發(fā)明的白光焚光材料，為摻雜有Ag的SnO2;其中，Ag與SnO；^摩爾比為 0.007-0.0014:1。
[0008]優(yōu)選的，Ag與SnO2的摩爾比為0.0014-0.0056 ;最優(yōu)選的，Ag與SnO2的摩爾比為0.0037-0.0056。
[0009]該白光熒光材料為納米級粉末。
[0010]本發(fā)明的又一目的是提供上述白光熒光材料的制備方法。本發(fā)明的制備方法以SnCl4.5H20為錫源，將制備得到的前驅(qū)物和礦化劑混合均勻后在水熱釜中反應(yīng)，得到產(chǎn)物用去離子水稀釋后用稀硝酸將體系pH調(diào)為中性，按化學(xué)通式中的配比加入一定量硝酸銀，利用硝酸銀見光易分解特點，將體系在攪拌狀態(tài)下紫外光照射2h，然后在70°C下干燥，將少量的單質(zhì)銀分散在SnO2*，即得AgxSnO2-光粉。該制備方法簡單，便于工業(yè)化。
[0011]本發(fā)明的白光熒光材料的制備方法，包括下述步驟:
[0012]第一步:以SnCl4.5H20為原料制備前驅(qū)物；
[0013]第二步:將NaOH與表面活性劑分別溶于水，然后混合，其中NaOH與表面活性劑質(zhì)量比為1:1-1:1.5，室溫下攪拌0.5-2小時，得到礦化劑；
[0014]第三步:將前驅(qū)物與礦化劑混合后攪拌均勻，置于水熱釜中，于135_145°C條件下反應(yīng)12-18小時，冷卻至室溫后取出，得到產(chǎn)物用去離子水稀釋后用稀硝酸將體系pH調(diào)為中性，加入硝酸銀，將體系在攪拌狀態(tài)下紫外光照射，然后干燥，研磨，即得Ag摻雜SnO2-光粉，其中Ag摻雜SnO2的摩爾比為0.0014-0.007:1 ；
[0015]其中，第三步中添加的硝酸銀與前驅(qū)物中的SnCl4.5H20的摩爾比為0.0014-0.007:lo
[0016]第一步中，前驅(qū)物的制備方法如下:取SnCl4.5Η20，加入過量氨水至不再產(chǎn)生沉淀，過濾取出沉淀用去離子水洗滌數(shù)次，直至不含Cl-為止，在沉淀中加入去離子水，使SnCl4.5Η20與去離子水質(zhì)量比為1:3.5_1: 4，搖晃至成為乳濁液，用氨水控制pH值至10.5，將制得乳濁液至于水熱反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜至于180°C溫度下保溫4小時，冷卻至室溫后取出，得到前驅(qū)物。
[0017]所述第二步中，表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨。
[0018]所述第三步中，前驅(qū)物與礦化劑混合后的反應(yīng)體系中，NaOH濃度為0.25-0.45mol/L，優(yōu)選 0.35mol/Lo
[0019]所述第三步中，前驅(qū)物與礦化劑混合后的反應(yīng)體系中，表面活性劑濃度為10-20g/L，優(yōu)選 15g/L。
[0020]所述第三步中，紫外光照射強(qiáng)度為160uW/cm2-180uW/cm2，優(yōu)選180uW/cm2;紫外光照射時間為1-2小時，優(yōu)選2小時。
[0021]所述第三步中，所述干燥為在70°C下干燥。
[0022]所述第三步中將前驅(qū)物與礦化劑混合后攪拌均勻，置于水熱釜中，于140°C條件下反應(yīng)16小時。
[0023]本發(fā)明還提供上述白光熒光材料在制備LED用白光熒光粉中的應(yīng)用。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]本發(fā)明的熒光粉化學(xué)穩(wěn)定性非常好，激發(fā)效率高，能發(fā)兩種不同顏色的熒光，且兩種顏色互為補(bǔ)色，有望成為一種新型白光LED用熒光粉。
[0026]本發(fā)明的AgxSnO2熒光粉能發(fā)出400_500nm波長的藍(lán)光，和570nm左右的黃光，兩熒光混合恰為互補(bǔ)色，實現(xiàn)發(fā)白色熒光?？捎糜谥苽渥贤?近紫外LED管芯激發(fā)的白光LED。
[0027]通過改變表面活性劑的量和銀單質(zhì)的量能發(fā)兩種不同顏色熒光，且兩種顏色互為補(bǔ)色的熒光粉，其發(fā)光效果和使用壽命與銀的比例有很大關(guān)系；本發(fā)明AgxSnO2-光粉，X取值范圍在0.0014-0.007，也就是SnO2與銀粒子摩爾比為1:0.0014-1:0.007，優(yōu)選的，Ag與SnO2的摩爾比為0.0014-0.0056 ;最優(yōu)選的，Ag與SnO 2的摩爾比為0.0037-0.0056。銀粒子摻雜引入在一定程度上防止了 SnO2S子團(tuán)聚，延長了 LED使用壽命。通過改變銀含量和銀納米形貌的方法均在本專利保護(hù)范圍內(nèi)。
[0028]本發(fā)明的白光LED用熒光粉的制備方法以SnCl4.5Η20為原料，采用水熱法在空氣氣氛下合成用熒光粉。使制備的熒光粉均勻性好，而且該熒光制備方法簡單易行，在照明和顯示領(lǐng)域推廣應(yīng)用，可發(fā)揮顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
【附圖說明】
[0029]圖1表示本發(fā)明熒光粉AgxSnO#A ;
[0030]圖2表示本發(fā)明熒光粉發(fā)出熒光的波長(縱坐標(biāo)為紫外光照射后光激發(fā)強(qiáng)度，橫坐標(biāo)為激發(fā)光波長)。
[0031]圖3表示本發(fā)明白光LED用熒光粉的制備方法流程圖。
【具體實施方式】
[0032]下面將結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0033]本發(fā)明實施方式提供白光熒光材料，為摻雜有Ag的SnO2;其中，Ag與SnO2的摩爾比為0.007-0.0014:1。優(yōu)選的，Ag與SnO2的摩爾比為0.0014-0.0056 ;最優(yōu)選的，Ag與SnO 2的摩爾比為0.0037-0.0056。
[0034]該白光熒光材料為納米級粉末。
[0035]繼而，本發(fā)明實施方式提供上述白光熒光材料的制備方法。本發(fā)明的制備方法以SnCl4.5H20為錫源，將制備得到的前驅(qū)物和礦化劑混合均勻后在水熱釜中反應(yīng)，得到產(chǎn)物用去離子水稀釋后用稀硝酸將體系pH調(diào)為中性，按化學(xué)通式中的配比加入一定量硝酸銀，利用硝酸銀見光易分解特點，將體系在攪拌狀態(tài)下紫外光照射2h，然后在70°C下干燥，將少量的單質(zhì)銀分散在SnO2*，即得AgxSnO2-光粉。該制備方法簡單，便于工業(yè)化。
[0036]如圖3所示，本發(fā)明實施方式的白光熒光材料的制備方法，包括下述步驟:
[0037]第一步:以SnCl4.5H20為原料制備前驅(qū)物；
[0038]第二步:將NaOH與表面活性劑分別溶于水，然后混合，其中NaOH與表面活性劑質(zhì)量比為1:1-1:1.5,室溫下攪拌I小時，得到礦化劑；
[0039]第三步:將前驅(qū)物與礦化劑混合后攪拌均勻，置于水熱釜中，于135_145°C條件下反應(yīng)12-18小時，冷卻至室溫后取出，得到產(chǎn)物用去離子水稀釋后用稀硝酸將體系pH調(diào)為中性，加入硝酸銀，將體系在攪拌狀態(tài)下紫外光照射，然后干燥，研磨，即得Ag摻雜SnO2-光粉，其中Ag摻雜SnO2的摩爾比為0.0014-0.007:1 ；
[0040]其中，第三步中添加的硝酸銀與前驅(qū)物中的SnCl4.5H20的摩爾比為0.0014-0.007:lo
[0041]第一步中，前驅(qū)物的制備方法如下:取SnCl4.5Η20，加入過量氨水至不再產(chǎn)生沉淀，過濾取出沉淀用去離子水洗滌數(shù)次，直至不含Cl-為止，在沉淀中加入去離子水，使SnCl4.5Η20與去離子水質(zhì)量比為1:3.5_1: 4，搖晃至成為乳濁液，用氨水控制pH值至10.5，將制得乳濁液至于水熱反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜至于180°C溫度下保溫4小時，冷卻至室溫后取出，得到前驅(qū)物。
[0042]所述第二步中，表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨。
[0043]所述第三步中，前驅(qū)物與礦化劑混合后的反應(yīng)體系中，NaOH濃度為0.25-0.45mol/L，優(yōu)選 0.35mol/Lo
[0044]所述第三步中，前驅(qū)物與礦化劑混合后的反應(yīng)體系中，表面活性劑濃度為10_20g/L，優(yōu)選 15g/L。
[0045]所述第三步中，紫外光照射強(qiáng)度為160uW/cm2-180uW/cm2，優(yōu)選180uW/