一種用于ac?led的紅色熒光材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于AC?LED的紅色熒光材料，其組成由以下通式表示：Gd2O3：x Eu3+，yBa2+，zTi4+，其中，x＝2～10mol％，y＝4～6mol％，z＝2～4％mol％。本發明采用Gd2O3為發光基質，通過摻雜Eu3+獲得紅光發射，仿造長余暉發光材料的原理，利用二價Ba2+和四價Ti4+離子共摻雜在體系中引入缺陷，從而延長Eu3+的能級壽命，彌補黑暗周期，解決AC?LED的頻閃問題，整個制備過程對環境友好無危害。
【專利說明】
一種用于AC-LED的紅色熒光材料及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種LED熒光材料及其制備方法，具體涉及一種用于AC-LED的紅色熒光材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著世界各國加大對節能減排、低碳經濟、戰略新興產業的重視，白熾燈將逐步被淘汰，LED以其節能、高效等特點被稱為第四代綠色照明，目前已經廣泛應用眾多領域。
[0003]現有的LED光源是低電壓、大電流工作的半導體器件，主要采用直流驅動，由于日常使用的電源是高壓交流電，所以LED作為照明等用途時，必須附帶交流(AC)-直流(DC)轉換裝置將交流電轉換成直流電。這種驅動模式系統復雜而且能耗較高，約損耗20 %的電能。此外，AC-DC轉換裝置相比LED光源更容易損壞，縮短了 LED燈的使用壽命。如果采用交流電驅動LED光源發光，由于省去交流-直流轉換器，系統應用方案大大簡化，效率和壽命也會有所提尚。
[0004]但目前用于交流LED的熒光粉仍沿用傳統的熒光粉，LED熒光粉中缺少紅光成分，且交流LED運行時會產生黑暗周期(光谷)，從而導致交流LED存在顯色性低以及頻閃等問題，其應用主要局限在低照度的照明和顯示，以及玩具、體育用品等日常消費品，限制了其實際應用。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種發光強度高，熒光壽命超過I Oms，能彌補交流驅動LED的黑暗周期，有效解決頻閃效應的用于AC-LED的紅色熒光材料及其制備方法。
[0006]為解決以上技術問題，本發明采取的一種技術方案是:
[0007]一種用于AC-LED的紅色熒光材料，其組成由以下通式表示:Gd2O3: xEu3+，yBa2+，zTi4+，其中，X = 2?1moI %，y = 4?6mol%，z = 2?4%mol%。
[0008]本發明采取的又一技術方案是:一種上述的用于AC-LED的紅色熒光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0009]步驟I，分別量取Gd(NO3)3和Eu(NO3)3溶液溶于10?20ml蒸餾水中，然后繼續向溶液中加入BaCl2.H2O，再向其中滴加鈦酸四丁酯，得到白色懸濁液A，其中Gd3+:Eu3+:Ba2+: Ti4+的摩爾比為(1-x-y-z):x:y:z;
[0010]步驟2，向懸濁液A中加入2?4M的NaOH水溶液，調節懸濁液的pH至10?14，得到白色懸濁液B;
[0011]步驟3，將懸濁液B轉移至反應釜中，將反應釜放入烘箱中在160?180°C溫度下水熱處理12?20h;
[0012]步驟4，反應完全后離心沉降，并將得到的白色沉淀物用蒸餾水和無水乙醇分別洗滌2?3次，至濾液的pH值為中性，在7 5?80 °C條件下干燥6?I Oh，最后將得到的白色粉末在600?800 °C熱處理2h，即可得到紅色熒光材料。
[0013]優選地，步驟3中反應釜體積填充度為70%?80%。
[0014]由于以上技術方案的采用，本發明與現有技術相比具有如下優點:
[0015]1、本發明紅色熒光材料的制備不需要添加表面活性劑，整個反應在水溶液中進行，沒有使用任何有機溶劑，經濟環保，便于工業化生產；
[0016]2、本發明方法得到的紅色熒光材料結晶性好，粒度小而顆粒尺寸分布均勻，發光強度高，熒光壽命超過1ms;
[0017]3、本發明所公開的紅色熒光材料在電壓下降時，可以將儲存的光能釋放出來，彌補黑暗周期的發光空白，從而有效緩解交流驅動LED的頻閃效應。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明實施例1所制備的紅色熒光材料的X射線衍射譜圖；
[0019]圖2為本發明實施例1所制備的紅色熒光材料的掃描電鏡圖；
[0020]圖3為本發明實施例1所制備的紅色熒光材料的激發光譜和發射光譜圖；
[0021]圖4為本發明實施例1所制備的紅色熒光材料的熒光壽命圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合具體實施例對本發明做進一步詳細說明。應理解，這些實施例是用于說明本發明的基本原理、主要特征和優點，而本發明不受以下實施例的范圍限制。實施例中采用的實施條件可以根據具體要求做進一步調整，未注明的實施條件通常為常規實驗中的條件。
[0023]實施例1
[0024]本發明一種用于AC-LED的紅色熒光材料，其組成由以下通式表示:Gd2O3 = X Eu3+，yBa2+，zTi4+，其中，x = 2?1mol %，y = 4?6mol %，z = 2?4%mol %。，具體制備方法如下:
[0025]步驟1，分別量取濃度為0.4mol/L的Gd(NO3)3溶液22.25ml和濃度為0.2mol/L的Eu(NO3) 3溶液2.5ml溶于15ml蒸餾水中，然后繼續向溶液中加入0.098g的BaCl2.H2O，攪拌均勻，得到混合溶液，再移取0.068ml鈦酸四丁酯，滴加到上述混合溶液中，得到白色懸濁液A;
[0026]步驟2，向懸濁液A中加入2?4M的NaOH水溶液，調節懸濁液的pH至10?14，得到白色懸濁液B;
[0027]步驟3，將懸濁液B轉移至反應釜中，反應釜體積填充度為80%，將反應釜放入烘箱中在180°C溫度下水熱處理20h;
[0028]步驟4，反應完全后離心沉降，并將得到的白色沉淀物用蒸餾水和無水乙醇分別洗滌3次，至濾液的pH值為中性，在75 0C條件下干燥6h，最后將得到的白色粉末在700 °C熱處理2h，即可得到紅色熒光材料。
[0029]如附圖1所示本發明紅色熒光材料具有良好的結晶性，其衍射鋒的晶面間距d值和相對強度與Gd203的標準卡片(43-1014)所列的d值和相對強度一致，屬于立方晶系；如附圖2所示本發明紅色熒光材料具有棒狀形貌，直徑為30nm，長度為10nm;如附圖3所示，當監測波長為61 Inm時，本發明紅色焚光材料的激發光譜主峰位于253nm處的強譜帶，屬于Gd3+離子的8S7/2—611躍迀，在253111]1的紫外光激發下，本發明紅色焚光材料發射出主峰位于61 Inm的明亮紅光，它對應Eu3+離子的5De7F2躍迀，說明借助于Gd3+離子的敏化，Gd3+離子吸收能量后將能量轉移給Eu3+，得到了強的Eu3+離子紅色下轉換發光。
[0030]本發明制備工藝簡單，經濟環保，制備的紅色熒光材料發光強度高，熒光壽命超過1ms，能彌補交流驅動LED的黑暗周期，有效解決交流驅動LED的頻閃效應。
[0031]以上對本發明做了詳盡的描述，實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想，其目的在于讓熟悉此領域技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于AC-LED的紅色熒光材料，其特征在于:其組成由以下通式表示:Gd2O3: XEu3+，yBa2+，zTi4+，其中，X = 2?1mol %，y = 4?6mol %，z = 2?4%mol %。2.—種權利要求1所述的用于AC-LED的紅色熒光材料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟I，分別量取Gd(NO3)3和Eu(NO3)3溶液溶于10?20ml蒸餾水中，然后繼續向溶液中加入BaCl2.H2O，再向其中滴加鈦酸四丁酯，得到白色懸濁液A，其中Gd3+: Eu3+: Ba2+: Ti4+的摩爾比為(1-x-y-z):x:y:z; 步驟2，向懸濁液A中加入2?4M的NaOH水溶液，調節懸濁液的pH至10?14，得到白色懸濁液B ； 步驟3，將懸濁液B轉移至反應釜中，將反應釜放入烘箱中在160?180 °C溫度下水熱處理12?20h; 步驟4，反應完全后離心沉降，并將得到的白色沉淀物用蒸餾水和無水乙醇分別洗滌2?3次，至濾液的pH值為中性，在75?80 °C條件下干燥6?10h，最后將得到的白色粉末在600?800°C熱處理2h，即可得到紅色熒光材料。3.根據權利要求2所述的用于AC-LED的紅色熒光材料的制備方法，其特征在于:所述步驟3中反應釜體積填充度為70%?80%。
【文檔編號】H01L33/50GK106047346SQ201610368839
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】曹正陽, 楊凱成, 繆菊紅
【申請人】南京信息工程大學