[發明專利]兩步法制備Ca2SiO3Cl2: xTb3+白光LED 用單一基質全色熒光粉的方法

有效

• 申請號: 201210544819.5
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN102994076A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 寧青菊;郭芳芳;喬暢君;李向龍;史永勝;于成龍
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C09K11/61
• 分類號: C09K11/61
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及一種白光LED用單一基質熒光粉的制備方法，具體涉及樣品前驅物改性方法和最終產物制備方法。

背景技術

在全球能源日漸短缺的狀況下，作為一種更加節能環保的新型光源，LED照明具有廣闊的應用前景，正在逐步走進生活照明領域。由于白光LED用熒光粉仍舊存在著發光均勻性不佳、光通量小和光效率低等問題，使得LED還不能完全取代傳統照明光源，同時其發光效率、顯色性還有待提高。因此，研究稀土摻雜對熒光粉發光性能的影響，開發新型熒光粉對LED的進一步發展具有非常重要的意義。經過幾十年的發展，已經開發出的熒光粉種類繁多。常見的熒光粉有傳統硫化物基質、鋁酸鹽基質和硅酸鹽基質熒光粉等。

硅酸鹽基質熒光粉常見合成工藝有固相反應法、化學沉淀法、水熱合成法等。采用固相法制備的熒光粉，粒度較大，粒徑分布不均勻，難以獲得球形顆粒，易存在雜相，使熒光粉的發光效率降低；化學沉淀法對原料的純度要求較高，合成路線較長，易引入雜質，從而影響熒光粉的發光性能；水熱法有嚴重的局限性，該法往往只適用于氧化物或少數對水不敏感的硫化物的制備，故而需要一種更為簡單的制備方法。熒光粉的發光性能，大多受熒光粉粒度和粒徑均勻性的影響，所以高純度、均勻晶相的熒光粉更有利于提高樣品的發光性能。

本發明提供一種白光LED用堿土氯硅酸鹽基白光熒光粉，其化學組成式為Ca₂SiO₃Cl₂:xTb³⁺其中x的取值范圍為0.001～0.004。大多采用SiO₂為合成原料，故而對SiO₂的粒徑要求很高。而本發明采用Stober法制備出的SiO₂微球，晶相純度高、粒徑均勻、且呈球狀，為保證與其他原料反應更為充分，使用聚乙烯醇為粘結劑，使得后期反應SiO₂微球能夠與Ca²⁺、Cl^-等離子充分接觸，生成高純度的Ca₂SiO₃Cl₂:xTb³⁺晶體。

發明內容

本發明針對傳統濕化學法制備出的晶相純度不夠高，進而影響發光性能的缺點，提供一種以Stober法制備出的SiO₂微球，后與其他原料反應實現樣品晶相純度高、粒徑均勻、且呈球狀的兩步合成方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種兩步法制備Ca₂SiO₃Cl₂:xTb³⁺白光LED用單一基質全色熒光粉的方法，其化學式為Ca₂SiO₃Cl₂:xTb³⁺，x取值為0.001~0.004；以單分散的SiO₂微球為前驅體C，以硝酸鈣、氯化鈣、氧化鋱分別為鈣源、氯源和鋱源，在粘結劑的作用下，將上述反應物和前軀體超聲分散均勻后，烘干、研磨成粉體，最后將研磨的粉體置于氧化鋁坩堝中，將坩堝放入裝有碳粉的氧化鋯罐中，密封，于電阻爐中燒結即可。

作為本發明的優選實施例，所述前驅體C的配制方法為：將溶解的正硅酸乙酯溶液緩慢滴加至溶于無水乙醇的氨水溶液中而形成，所述正硅酸乙酯溶液與氨水溶液的體積比為1:1~1:1.2；

作為本發明的優選實施例，所述正硅酸乙酯溶液是在40℃的恒溫下滴加至溶于無水乙醇的氨水溶液中的；

作為本發明的優選實施例，所述鋱源溶解為溶液后，溶液的pH為5~8；

作為本發明的優選實施例，所述粘結劑為重量濃度為1~3%的聚乙烯醇透明水溶液；

作為本發明的優選實施例，所述燒結制度為：以5℃/min的速率加熱至300℃，保溫2～5h；再以10℃/min的速率升溫至600～650℃，保溫2～8h，最后隨爐冷卻。