[发明专利]一种增强YAG:Ce3+荧光粉沉降稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明属于YAG:Ce³⁺荧光粉改性领域，特别涉及一种增强YAG:Ce³⁺荧光粉沉降稳定性的方法。

背景技术

白光发光二极管(LED)具有体积小、耗电量低、使用寿命长、绿色环保等显著特点，是近年来最具有发展前景的高新技术之一。随着技术的进步，有望取代白炽灯、荧光灯成为新一代照明光源。

目前商用白光LED主要是通过结合InGaN基蓝光LED芯片和铈掺杂的钇铝石榴石YAG:Ce³⁺荧光粉来实现的。首先将荧光粉均匀混合在透明的环氧树脂中，然后涂覆在LED芯片上，LED芯片发射的蓝光部分被荧光粉吸收并转换为黄光，其余的蓝光则进入环氧树脂与黄光复合从而得到白光。其中，荧光粉与环氧树脂一般是通过机械搅拌的方法混合的，在该过程中，易产生气泡。为排除气泡必须抽真空并要加热以降低树脂的粘度，从而使气泡更容易逸出。然而，在加热过程中荧光粉容易发生沉降从而影响最终所制得的的白光LED的光学性能。因此，需要提高YAG:Ce³⁺荧光粉在环氧树脂中的沉降稳定性，即增强荧光粉与环氧树脂的粘结力。

硅烷偶联剂由于其特殊的结构，可以起到连接无机颗粒与树脂的桥梁作用，通常用于改善无机颗粒与树脂之间的粘结力。其通式为：Y-R-Si-X₃表示，其中X为水解基团，硅醇基Si-X经水解得到硅醇基团，能与无机颗粒表面的吸附水或羟基之间形成牢固的键合作用；Y为能与树脂起反应的有机官能团，使改性好的无机颗粒与树脂之间具有很好的粘结力，从而使无机颗粒可以稳定的均匀分散在树脂中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种增强YAG:Ce³⁺荧光粉沉降稳定性的方法，该方法通过硅烷偶联剂KH550改性后的荧光粉在环氧树脂中的沉降稳定性比未改性的得到了显著增强，沉降速度明显减弱。

本发明的一种增强YAG:Ce³⁺荧光粉沉降稳定性的方法，包括：

(1)将硅烷偶联剂KH550分散在醇水体系中水解，得KH550水解液；

(2)将YAG:Ce³⁺荧光粉超声分散在蒸馏水中，得溶液；

(3)将步骤(1)得到的KH550水解液按YAG:Ce³⁺荧光粉与KH550的质量比10～30∶1滴加到步骤(2)中的溶液里，反应2～4h，经后处理，即得到在树脂中具有良好沉降稳定性的YAG:Ce³⁺荧光粉。

所述步骤(1)中的醇水体系为体积比为1∶5～10的乙醇与蒸馏水的混合体系。

所述步骤(1)中的水解时间为1～3h。

所述步骤(1)中的KH550水解液的质量百分比浓度为0.1％～0.5％。

所述步骤(2)中的超声时间为2～5min。

所述步骤(3)中的后处理过程依次为洗涤和干燥，即用蒸馏水和无水乙醇各离心洗3次，然后于烘箱中进行干燥，干燥温度60℃～80℃，干燥时间8～12h。

有益效果

(1)本发明通过硅烷偶联剂KH550改性后的荧光粉在环氧树脂中的沉降稳定性比未改性的得到了显著增强，沉降速度明显减弱；

(2)该方法工艺简单，易操作，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为改性与未改性荧光粉的红外光谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

取1ml无水乙醇和9ml蒸馏水混合均匀后，向该体系中滴加0.025ml KH550，磁力搅拌2h，使KH550充分水解。同时称取0.50g YAG:Ce³⁺荧光粉，超声分散在蒸馏水中，超声3min。将KH550水解溶液滴加到荧光粉溶液中，滴毕，磁力搅拌2h，再用蒸馏水和无水乙醇各离心洗3次，最后在60℃的烘箱中干燥12h，即得到KH550改性的荧光粉。将改性与未改性的荧光粉分别分散在环氧树脂中，观察荧光粉在树脂中的沉降情况。图1为改性与未改性的荧光粉的红外光谱图，从图中可以看出，改性后荧光粉上含有C-N键，说明改性后的荧光粉含有KH550。

实施例2