[发明专利]一种镓酸锌发光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种镓酸锌发光材料及其制备方法和应用，属于发光材料和固体照明制备技术领域。本发明以硝酸镓和乙酸锌为原料，采用一步水热法直接制备得到镓酸锌发光材料，反应条件温和、产率高，工艺简单，同时制备得到的镓酸锌发光材料形貌尺寸均一，呈纳米立方体结构，将镓酸锌纳米颗粒和环氧树脂通过旋涂法沉积到玻璃上形成有机无机杂化薄膜，非常适于作为荧光发射材料特别是白光LED的荧光发射材料使用，因此具有良好的实际应用之价值。

技术领域

本发明属于发光材料和固体照明制备技术领域，具体涉及一种镓酸锌发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着人类社会对节能环保的关注，发光二极管(light-emtting diode,LED)问世，其在节能环保和寿命等方面表现出的巨大潜能，使以白光LED为主的固态照明受到越来越多的关注，目前，固态照明已经被认为是继白炽灯、荧光灯之后的新一代照明光源，并被广泛应用于各种领域。与传统的照明技术(白炽灯、荧光灯)相比，固态照明由于具有高效、寿命长、节能环保、实用性广等以及环境友好等优点，引起人们广泛关注，被誉为新一代的照明光源。

目前，封装LED最常用、最成熟的技术是荧光粉转换技术。即使用荧光粉将LED芯片发出的短波长的光换为长波段的光，通过各色光的混合得到白光。使用紫外或者近紫外LED芯片与荧光粉封装得到白光是其中一种方案。使用这种方案得到的白光显示指数普遍较高，并且色温容易调整是未来LED的一个重要发展方向。

镓酸锌是尖晶石结构双金属氧化物半导体材料，其带隙在4.4-4.7eV之间，因具有较宽的带隙和紫外光响应性，可以用作白光LED的荧光粉。与其他发光材料相比，镓酸锌本身可以通过Ga-O基团自激发，有蓝光发射，同时还具有优良的化学以及热稳定性，ZnGa₂O₄还可以作为荧光材料基质，其发光效率高，光谱带窄。人们采用各种合成方法合成这些荧光发射材料，如以Ga₂O₃和ZnO纳米线为模板通过热蒸发合成法得到了有蓝光发射的ZnGa₂O₄纳米管和纳米线，以固相反应法得到了Cr³⁺掺杂的发红光的ZnGa₂O₄，以CVD法得到了垂直生长的ZnGa₂O₄纳米线以及ZnGa₂O₄八面体。但发明人发现，这些合成方法通常需要很高的温度，反应温度高达900℃以上，能源消耗高，给环境污染治理带来隐患。因此，寻找节能减排的低温合成方法是目前全彩色发光材料合成领域亟需解决的问题。

另一方面，高温合成法得到的发光材料具有较大的微观尺寸，通常在微米级别，当荧光材料具有均一的纳米尺度时，那么发射位点密度将会明显提高，从而有助于提高荧光发射强度，目前，人们已制备出具有全彩色发射的微米球形ZnGa₂O₄，但其经水热法合成后还需要在1000℃高温下煅烧处理才能使杂离子进入ZnGa₂O₄基质的晶格而具有发光性能。

发明内容

针对上述现有技术，经长期的技术与实践探索，本发明提供了一种镓酸锌发光材料及其制备方法和应用。本发明采用一步水热法直接制备得到镓酸锌发光材料，反应条件温和、产率高，工艺简单，同时制备得到的镓酸锌发光材料形貌尺寸均一，呈纳米立方体结构，非常适于作为荧光发射材料特别是白光LED的荧光发射材料使用，因此具有良好的实际应用之价值。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的第一个方面，提供一种镓酸锌发光材料的制备方法，所述制备方法包括将硝酸镓和乙酸锌溶于油酸钠水溶液后进行水热反应即得。