[发明专利]有机-无机复合荧光粉、其制造方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及发光与显示技术领域，具体涉及一种有机-无机复合荧光粉的制造方法、由该方法制成的有机-无机复合荧光粉及其用途。

背景技术

随着半导体照明技术(LED)的发展，这种革命性的新光源逐渐走进了我们的日常生活。以第三代半导体材料氮化镓作为半导体照明光源，在同等亮度下耗电量仅为普通白炽灯的1/10，寿命可以达到10万小时以上。作为新型的照明技术，LED具有节能、绿色环保、应用灵活等诸多优点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源及普通照明等领域，这将引发一次照明领域的革命。

目前，白光LED的制作途径一般采用荧光材料将蓝光LED芯片的部分蓝光转换为红、绿或黄光，通过不同颜色光混合的方法来实现。其中，所用的荧光材料大都是一些无机荧光材料，其中，除极少数商用材料，例如市售YAG(yttrium aluminum garnet，钇铝石榴石，Ce商用荧光粉)、市售LMS-550商用荧光粉外，大多数的无机荧光材料存在激发波长与LED芯片不匹配、光转换效率和亮度较低等问题，影响了整个发光器件的光输出性质和效率。与无机发光材料相比，有机发光物质具有较宽的波长可调谐范围、强的光吸收能力、低的激发能量和高的量子转换效率等不可比拟的优势。现已经出现将有机荧光材料掺入封装材料的技术，如环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯和塑料中作为光转换部件，制作成白光LED。但由于处于激发态的有机荧光材料易与有机的封装材料之间发生光化学反应，所以容易造成器件劣化、使用寿命短、发光性质不稳定等缺陷。于是，又有人提出将有机荧光材料掺杂到二氧化硅基质中利用溶胶-凝胶法制成有机-无机复合发光材料来避免上述现象的发生，但是，在这种方法中，有机荧光材料的浓度、反应体系的PH值、水与正硅酸乙酯的比值、体系的反应温度及反应时间等参数对最终获得的有机-无机复合荧光粉的性能有较大的影响，且整个工艺过程较为复杂。

发明内容

本发明实施例的第一目的在于，提供一种有机-无机复合荧光粉的制造方法，旨在解决现有无机荧光材料存在激发波长与LED芯片不匹配、光转换效率和亮度较低，以及现有处于激发态的有机荧光材料易与有机的封装材料之间发生光化学反应的问题。

本发明实施例的第二目的在于提供一种由上述方法制备的有机-无机复合荧光粉。

本发明实施例的第三目的在于提供一种上述有机-无机复合荧光粉的用途。

本发明实施例的有机-无机复合荧光粉的制造方法，该方法为：将多孔玻璃浸入到有机荧光材料溶液中，吸收有机荧光材料溶液后取出；将吸收有有机荧光材料溶液的多孔玻璃粉碎。

本发明实施例的有机-无机复合荧光粉，由上述制造方法制备而成。

本发明实施例的有机-无机复合荧光粉，用于掺入到200nm～550nm范围内的半导体发光二极管封装材料中以制作发光装置。

与现有技术相比，上述技术方案以高二氧化硅含量的多孔玻璃吸附有机荧光材料，使有机荧光材料进入到多孔玻璃的微孔中，经粉碎得到有机-无机复合荧光粉，不仅工艺过程非常简单，而且有机荧光材料选择范围宽，便于调节复合荧光粉的性能。同时，由于多孔玻璃具有强的化学惰性，避免了有机荧光材料与其相互作用而引起的非辐射能量转移，在提高了有机荧光材料的量子效率的同时，也提高了有机-无机复合荧光粉整体的稳定性能，该有机-无机复合荧光粉，兼具有有机荧光材料优良的光学性，以及无机材料对热、化学和机械的稳定性。并且，由于二氧化硅基质中具有彼此隔离的纳米级孔径的微孔，有机荧光材料存在于这些微孔之中，降低了有机荧光材料的浓度淬灭。

将本发明实施例制备的有机-无机复合荧光粉配合现有的半导体发光二极管封装工艺掺入到封装材料中，如掺入到透明环氧树脂中，可以在半导体照明与显示领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是实施例1制备的有机-无机复合荧光粉与市售商用荧光粉的发射光谱对比图；

图2是实施例6制备的有机-无机复合荧光粉在475nm波长激发光激发下的发射光谱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种制备有机-无机复合荧光粉方法，制作工艺简单，而且该方法制备的有机-无机复合荧光粉，可以配合现有半导体发光二极管封装工艺，掺入到200nm～550nm范围内的半导体发光二极管封装材料中，制作成不同颜色发射的发光装置。