[发明专利]一种CaSi2O2N2:Ce;Tb/Eu多层多色荧光纤维膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种CaSi₂O₂N₂:Ce，Tb/Eu多层多色荧光纤维膜的制备方法，包括：(1)以硝酸铕，硝酸铽，硝酸铈，硝酸钙，正硅酸四乙酯为原料，加入到混合溶剂中。混合均匀的溶液中再加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌得到透明纺丝液。(2)通过控制静电纺丝时间得到分层的原始纤维膜。纤维膜在空气气氛下进行煅烧，得到分层的Ca‑Si‑O‑Ce，Tb/Eu纤维膜。(3)在氨气气氛中氮化，得到具有分层结构的CaSi₂O₂N₂:Ce，Tb/Eu荧光纤维膜。本发明为纯无机荧光纤维膜，能够适用于大功率白光LED的远程封装中。不同发射波长荧光纤维的分层结构能够降低发射光的二次吸收，从而提高发光效率。

技术领域

本发明属于大功率白光LED用荧光材料领域，特别涉及一种CaSi₂O₂N₂:Ce,Tb/Eu多层多色荧光纤维膜的制备方法。

背景技术

作为新一代照明光源，白光LED正在向高效率和大功率方向发展。远程封装成为解决大功率白光LED光衰和色漂移的另一条可行途径。LED远程荧光粉器件是将荧光粉附着在基板(通常是硅橡胶)上，与蓝光LED光源分开，从而降低芯片产生的热量对荧光粉发光性能的影响。然而，在大功率LED中，硅橡胶同样存在老化变色现象，而高温固相法合成的氮化物(或氧氮化物)由于粒径大，团聚严重，难与硅橡胶混合均匀。

针对上述硅胶基体的问题，一些学者提出玻璃封装(C.L.Chang etal.J.Micromech.Microeng.,2012,22:105039.)、或者透明陶瓷封装(Y.Y.Ding etal.J.Alloys Compd.,2012,521:35.)。但玻璃熔融的高温、以及玻璃熔体中的碱金属离子易对荧光粉的表面造成破坏，降低发光效率，且荧光粉在玻璃中同样存在分散的问题；而透明陶瓷的制备和加工成本都很高，难于做薄，且透光率不高，更为重要的是目前能够做成透明陶瓷的荧光材料体系很少，多为氧化物(如Al₂O₃，YAG)，还未见氮化物透明陶瓷的报道。然而尺寸均匀，分散性良好的荧光纤维膜发光要强于单纯的荧光粉颗粒薄膜(Y.X.Gu etal.J.Mater.Chem.,2011,21:17790)。同时制备工艺较为简单，可控性强。

大功率LED照明中往往需要高显色指数的光源，所用荧光层一般由两种或更多荧光材料混合而成。荧光纤维膜制备-成型一次完成，这就需要在制备过程中能够对不同荧光材料的分布、用量可控。同时多种荧光材料之间存在发射光二次吸收，会导致发射光效率下降。这也是高显色指数光源所存在的重要问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种CaSi₂O₂N₂:Ce,Tb/Eu多层多色荧光纤维膜的制备方法，该方法通过静电纺丝技术将不同稀土离子按需求分层分布，荧光纤维膜发光可调。纤维膜具有多色分层结构，不同发射波长荧光纤维的分离能够降低发射光的二次吸收，从而提高发光效率。

本发明的一种CaSi₂O₂N₂:Ce,Tb/Eu多层多色荧光纤维膜的制备方法，包括：

(1)前驱体纺丝液的制备：

以硝酸铈、硝酸铽、硝酸钙、正硅酸四乙酯TEOS为原料，加入到混合溶剂中；混合均匀的溶液中再加入聚乙烯吡咯烷酮PVP，搅拌得到透明纺丝液A；以硝酸铕、硝酸钙、TEOS为原料，加入到混合溶剂中；混合均匀的溶液中再加入聚乙烯吡咯烷酮PVP，搅拌均匀，得到透明纺丝液B；

(2)静电纺丝制备原生纤维膜：

室温下，分别采用上述两种纺丝液进行静电纺丝；

(3)分层的前驱体纤维膜的制备：