[發明專利]發光可調的核－殼結構熒光顆粒材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200810062582.0
• 申請日: 2008-06-17
• 公開（公告）號: CN101294071A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 唐睿康;李玲
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/81
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 盛輝地

技術領域

本發明涉及一種稀土化合物熒光材料，特別是涉及發光可調的Y₂O₃:Eu-LnPO₄核-殼結構熒光顆粒材料及其制備方法。

背景技術

在熒光材料中，稀土化合物熒光材料因其種類繁多、性能優異而倍受重視。而在稀土化合物熒光材料中，對多組分稀土氧化物基質體系的研究居于主導地位，Martinez-Rubio，M.I.；Ireland，T.G.；Fern，G.R.；Silve?r，J.；Snowden，M.J.，A?New?Application?for?Microgels：Novel?Method?for?the?Synthesis?of?Spherical?Particlesof?the?Y2O3:Eu?Phosphor?Using?a?Copolymer?Microgel?of?NIPAM?and?Acrylic?Acid，LANGMUIR，2001，17(22)：7145-7149，但這些稀土熒光材料所發出光的顏色往往單一，Ronda，C.R.；Jüstel?T.；Nikol?H.，Rare?earth?phosphors：fundamentalsand?applications?JOURNAL?OF?ALLOYSAND?COMPOUNDS，1998，275-277：669-676，若要得到復合的色光，則需將兩種或兩種以上的稀土熒光材料按混合起來，混合比例不同，得到的復合色光就不同。例如在已被廣泛適用的三基色熒光節能燈中，就是將紅、綠、藍三種不同顏色的熒光粉按照一定比例混合起來，使其受激發后發出的混合色光為白光。Feldmann，C.；Jüstel，T.；Ronda?C.R.；Schmidt，P.J，Inorganic?Luminescent?Materials：100?Years?of?Research?and?Application，ADVANCED?FUNCTIONAL?MATERIALS，2003.13：511-516，但在將不同色的熒光粉混合時，每一顆粒仍然只會發出自己原來的色光，所以近距離時會有色差。而且不同的顆粒物理化學性質不同，應用于工業時，隨著時間的推移，不同顆粒的吸附和穩定性會發生差異并由此而影響到光色的均一性。制備發光可調材料最常用到的是核-殼結構。目前報道的核-殼形式發光可調的材料主要為兩類，第一類是如CdS-ZnS，CdSe-ZnS之類的半導體量子點，Manna，L.；Scher，E.C.；Li，L.S.；Alivisatos，A.P.，Epitaxial?growth?andphotochemical?annealing?of?graded?CdS/ZnS?shells?on?colloidal?CdSe?nanorods，JOURNAL?OF?THE?AMERICAN?CHEMICALSOCIETY，2002，124：7136-7145.Manna，L.；Scher，E.C.；Li，L.S.；Alivisatos，A.P.，Epitaxial?growth?and?photochemical?annealingof?graded?CdS/ZnS?shells?on?colloidal?CdSe?nanorods，JOURNAL?OF?THE?AMERICAN?CHEMICAL?SOCIETY，2002，124：7136-7145.，其核心為具有高發光效率的半導體物質，外殼層多為不發光的硫化物，殼層主要是用以進一步提高核層材料的發光量子效率和光化學穩定性。這類核-殼結構是通過改變量子點的尺寸來很方便實現發光顏色的可調性的。第二類是由量子點派生出的發光微球。Han?et?al將量子點包埋于高分子(聚苯乙烯)微球中，通過控制微球中量子點的數量以及每個量子點的粒徑大小，得到了發光強度及發光波長可調的發光微球；Willard，D.M.；Carillo，L.L.；Jung，J.；OrdenA.V.，CdSe-ZnS?Quantum?Dots?as?Resonance?Energy?Transter?Donors?in?a?Model?Protein-Protein?Binding?Assay，NANO?LETTERS，2001，1(9)：469-474.，后來，Jyongsik?Jang?et?al將芘包埋鑲嵌入聚吡咯中，也得到了發光波長可調的核-殼發光微球。Han，M.；Gao，X.；Su，J.Z.；Nie?S.，Quantum-dot-tagged?microbeads?for?multiplexed?optical?coding?ofbiomolecules，NATURE?BIOTECHNOLOGY，2001，19：631-635.，以上兩類核-殼結構中，外殼均為不發光的輔助性材料，改變發光是靠改變內層發光材料的粒徑或數量多少，這些材料制備方法均有難度，不適于工業化的大規模的生產。Jang?J.；Oh?J.H.，Facile?fabrication?of?photochromic?dye-conductingpolymer?core-shell?nanomaterials?and?their?photoluminescence，ADVANCED?MATERIALS，2003，15：977-980.，如果核層與殼層都是獨立的發光材料，則通過改變核-殼之間的相對比例，就可以使得單個的微米材料相對均一地發出不同的復合色光。此方法制備簡單，所制成的材料發光穩定可調，能夠工業化規模生產，對于發光照明產業很有應用價值。