CN106883853A - 一种利用ntc半导体纳米粉体对荧光粉激发光谱的调变方法 - Google Patents
一种利用ntc半导体纳米粉体对荧光粉激发光谱的调变方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106883853A CN106883853A CN201710088404.4A CN201710088404A CN106883853A CN 106883853 A CN106883853 A CN 106883853A CN 201710088404 A CN201710088404 A CN 201710088404A CN 106883853 A CN106883853 A CN 106883853A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- ntc
- fluorescent
- nano
- fluorescent powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 241000549556 Nanos Species 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 26
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 10
- -1 magnesium aluminates Chemical class 0.000 claims description 10
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 9
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 241000209094 Oryza Species 0.000 claims description 4
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 4
- OUTPDOOKNQBVFO-UHFFFAOYSA-K P(=O)([O-])([O-])[O-].[Y+3].[V+5] Chemical compound P(=O)([O-])([O-])[O-].[Y+3].[V+5] OUTPDOOKNQBVFO-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 3
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 33
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 abstract description 18
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009877 rendering Methods 0.000 abstract description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract description 3
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- RDNYEBBIOKDIBV-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Co].[Ni].[Cu] Chemical compound [Mn].[Co].[Ni].[Cu] RDNYEBBIOKDIBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- JZKVDMZLVVLFHN-UHFFFAOYSA-N [Zr].[Ba].[Ti].[Zn].[Fe] Chemical compound [Zr].[Ba].[Ti].[Zn].[Fe] JZKVDMZLVVLFHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 abstract description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 230000008859 change Effects 0.000 description 25
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 24
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 19
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 15
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910019655 synthetic inorganic crystalline material Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910009372 YVO4 Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910019990 cerium-doped yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOIHABYNKOEWFG-UHFFFAOYSA-N [Sr].[Ba] Chemical compound [Sr].[Ba] WOIHABYNKOEWFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- IJBYNGRZBZDSDK-UHFFFAOYSA-N barium magnesium Chemical compound [Mg].[Ba] IJBYNGRZBZDSDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000000476 thermogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
- C09K11/7792—Aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/0883—Arsenides; Nitrides; Phosphides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
- C09K11/7734—Aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7774—Aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
- C09K11/7776—Vanadates; Chromates; Molybdates; Tungstates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
- C09K11/7794—Vanadates; Chromates; Molybdates; Tungstates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供了一种利用NTC半导体纳米粉体对荧光粉激发光谱的调变方法，用便宜的锰钴镍铜铁锌钛钡锆的金属氧化物等负温度系数半导体纳米粉体，替代资源稀缺的稀土，实现对荧光材料发射波长范围的调整；采用原料来源更容易得到、更廉价和更多储量的过渡金属复合氧化物等材料替代资源稀有的部分稀土功能的作用；通过添加原料廉价的负温度系数半导体纳米粉体材料，来实现过去稀土离子或者化合物才能实现的光谱调变，获得需要激发的白光或者高显色性的光源，负温度系数半导体NTC纳米粉体也可以对于280‑650nm波长LED芯片的激发都能起到调节作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种NTC(Negative Temperature Coefficient，负温度系数)半导体纳米粉体与荧光材料的混合复配技术。
背景技术
稀土离子本身具有多达3000种以上电子能级吸收和发射谱线，为发光材料提供多种组合可能性，但是却受到资源储量限制。一般的荧光粉铝酸盐掺稀土YAG∶Ce3+或者硅酸盐掺稀土、氮化物掺稀土、氧化钇掺铕、多铝酸镁掺稀土、多铝酸镁钡掺稀土以及氮氧化物掺稀土荧光材料系列等存在着显色性稍差于白炽灯的问题，或者激发光谱分布需要根据实际调整的问题。在实际应用中，需要不同色温、色坐标的光发射，需要调整波长分布范围，满足不同发光的性能和质量要求。现有技术中Ce3+掺杂的钇铝石榴石YAG:Ce3+体系中用稀土离子部分取代Y3+，可有效调节YAG:Ce3+的发射峰位置。如在Ce3+掺杂的钇铝石榴石(Y1-xMx)3(Al1-yGa)5O12:Ce(M＝Gd3+、Pr3+、Sm3+)体系中，在蓝光激发下发射强的黄绿光，发射光谱覆盖很宽的可见光谱范围，获得不同色温质量的光。发射光谱的结构分布不仅与Ce3+密切相关，而且与Gd3+的含量有关。YAG:Ce3+中Gd3+部分取代YAG中的Y3+，并不改变YAG的结构，但可以调节激发和发射峰的位置。硅酸盐荧光粉也存在类似现象。以上传统技术都是以掺杂稀土离子改性使荧光发射波长移动，以增加红色成分。氮化物荧光粉作为红粉，一般也需要与其它稀土粉一起使用才能发正白光。但稀土离子由于资源有限，开采环境污染大，而且价格昂贵，根据实际需求，其他荧光材料对光源的分布需要做出调整。一般也是采用不同稀土离子来调整。
用紫外光或紫光(280～430nm)UVLED和RGB荧光粉来合成白光UVLED的原理和荧光灯的发光原理类似，但它比荧光灯的性能更优越，紫光(400nm)UVLED的转换系数可达0.8，各色荧光粉的量子转换效率可达0.90，能量转换效率高。还可用紫外光LED激发RGB三基色荧光粉或其他荧光粉，产生多色光而混合成白光。由于紫外光LED的功率可以较高，其亮度也可以提高。但该方法同样存在所用荧光粉有效转换效率低，尤其是红色荧光粉的效率需要较大幅度提高的问题。因为紫外UVLED具有量子效率高，和460-465nm蓝光LED芯片比，其280-400nmUVLED荧光体的电源红绿蓝(RGB)三原色转换效率更高，因为其RGB各自的波长与紫外光之间的波长差距较小。为了适用更低波长范围的UVLED芯片的激发，扩大芯片适用类型范围，对荧光粉光谱改变的可以大幅提高转换效率，并且增加光斑显示中的其他颜色成份等来实现更好显色效果。
NTC半导体纳米粉体是以锰、钴、镍、铁和铜等过渡金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有NTC半导体性质，其载流子(电子和孔穴)数目随着外界条件会变化，重要的是会随着温度、热量和光辐射而发生电阻降低变化，对于红外有很好的吸收作用同时电阻也降低。NTC半导体纳米颗粒改变光谱两种机制在共同作用。一种机制是温度低时，这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少，所以其电阻值较高；随着LED电流激发芯片，温度的升高和红外辐射的增加，电阻值降低，意味着载流子数量增加，NTC添加起到电子能级之间的桥梁作用，能级差变小，荧光材料中的一部分波长光电子会被抑制，而其他波长的光电子可以被二次激发出来，UVLED可以激发NTC半导体纳米粉体一种或者数种混合而产生绿蓝光；另一种机制，NTC尤其对于符合未来发展趋势的大功率的大电流的LED激发，其改变光谱分布效果更好，因为NTC纳米颗粒本身吸收电子，但是由于在荧光粉中掺杂含量少，大电流会很快导致NTC纳米颗粒孔穴位获得电子而饱和，从而再次释放出电子，NTC纳米颗粒起到一个中转站的作用，此时电子跃迁能级改变，光谱分布发生改变.
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种利用NTC半导体粉体对荧光粉激发光谱的调变方法，用便宜的锰钴镍铜铁锌钛钡锆的金属氧化物等负温度系数半导体纳米粉体，替代资源稀缺的稀土，实现对荧光材料发射波长范围的调整；采用原料来源更容易得到、更廉价和更多储量的过渡金属复合氧化物等材料，来替代资源稀有的部分稀土功能的作用；通过添加原料廉价的负温度系数半导体纳米粉体材料，来实现过去稀土离子或者化合物才能实现的光谱调变，获得需要激发的白光或者高显色性的光源，负温度系数半导体NTC纳米粉体也可以对于280-650nm波长LED芯片的激发都能起到调节作用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：采用研磨方式将任意一种或任意比例组合的LED荧光激发材料与任意一种或任意比例组合的NTC半导体纳米粉体按照LED荧光粉：NTC纳米粉＝(2～2000)：1的摩尔配比研磨混合；所述的LED荧光激发材料包括铝酸盐、硅酸盐、氮化硅掺铕、氧化钇掺铕、钒酸钇掺铕、钒磷酸钇掺铕、多铝酸镁、多铝酸镁钡以及氮氧化硅掺铕；所述的NTC半导体纳米粉体材料包括具有NTC热敏和光电阻特性的Mnn-x-y-z CuxNiyFezOm、Con-x-y-z NixCuYFezOm、Nin-x-y-z CoxMnyMzOm或Cun-x-y-zCoxNiyMzOm氧化物固溶体纳米粉体，或者Mn、Co、Ni、Fe、Cu的氧化物的质量百分比大于50％的纳米粉体，其中n值取1～9之间整数，m取值为最接近3n/2的正整数，M为Ti、Zr、Ba、Ag或Au，x+y+z>0.001，n-x-y-z>0。该类半导体材料均按照所含金属元素化合价三价总和3n/2，计算式确定书写组成式中O的组成，其中由于部分金属不能形成三价离子，因为实际真实组成并不是完全按照阴阳离子化合价的理论配比，才会形成空穴电位，进而达到NTC半导体功能。因为存在元素缺位，晶体微观结构存有空穴，实际真实组成是在通式限定的范围波动，但是必须具有NTC负温度系数的热敏和光电阻特性才是本发明的适用材料。
所述的研磨混合确保在电镜下观察，至少50％的LED荧光激发材料与NTC半导体纳米粉体材料均匀一致。
所述的研磨混合确保在电镜下观察，90％以上的LED荧光激发材料与NTC半导体纳米粉体材料均匀一致。
所述的NTC半导体纳米粉体材料颗粒粒径最大不超过1微米。
所述的NTC半导体纳米粉体材料最优效果宜采用颗粒粒径100纳米以下的单分散粉末；粒径小于20nm，激发光强度更强，效果更好。
本发明的有益效果是：图1中黑色粗线为395-400nmLED芯片激发不添加NTC纳米粉的YAG荧光粉激发光谱曲线，细线为395-400nm芯片激发添加了NTC纳米粉的激发光谱曲线，可以看出光谱曲线分布包裹范围发生移动改变，从而可以实现对于可见光颜色和光的质量发生改变的效果。紫外LED补色为橙色，光谱曲线包裹范围中橙色和蓝绿色成份相对比例的增减调节，采用此方式可以实现更高质量和更多样化的光源显色要求。
附图说明
图1是本发明的效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明将NTC半导体纳米粉体与荧光材料混合复配，调变其激发发光光谱，以满足不同波长的LED发光的性能和光的质量要求，适用范围可以从紫外280到650nm的全部系列LED芯片，以配合发白光、增加颜色种类和提高颜色的显色性，实现部分替代荧光材料中稀土离子对于光谱范围调变的功能，提高发光的质量和光色的多样性要求。
本发明提供一种新型的复配组合新型荧光发光材料，采用相对廉价的锰、钴、镍、铁和铜金属氧化物(Mnn-x-y-z CuxNiyFezOm(x+y+z〉0.001)、Con-x-y-z NixCuYFezOm(x+y+z〉0.001)，Fen-x-y-z NixCuyCozOm(x+y+z〉0.001),Mnn-x-y-z CoxNiyMzOm(x+y+z〉0.001)(M＝Ti、Zr、Ba、Ag、Au)的纳米粉体氧化物固溶体具体组成按照通式可波动变化(其中n＝1～9之间，m＝3n/2)，而且均按照金属元素化合价三价计算组成式，部分金属不能形成三价离子，会形成空穴电位，才能形成NTC半导体功能，但是必须具有NTC负温度系数的热敏和光电阻特性才是本发明适用材料。对于半导体材料颗粒粒径最大不能超过1微米，100纳米以下纳米粉体较好，最好是100纳米以下的单分散粉末形态效果最好。与多种类型的LED商品荧光激发材料，铝酸盐掺稀土YAG∶Ce3+或者硅酸盐掺稀土、氮化物(Nitride)掺稀土、氧化钇掺铕、钒酸钇掺铕YVO4：Eu2+、钒磷酸钇掺铕、多铝酸镁掺稀土、多铝酸镁锶钡掺稀土以及氮氧化物掺稀土(Oxynitride)等荧光材料混合配合使用。比如紫外365nm芯片UVLED要生成白色，其补色为橙色，而NTC半导体纳米粉体掺入氮化物红粉，会增加光谱中的蓝绿色成份，可以将目前商品氮化物红粉红色荧光激发材料的激发的红色光谱，由纯红调整至更接近橙色范围，可以实现对其发白光质量的提高。
制备方式，采用研磨方式将多种类型的LED荧光激发材料(铝酸盐或者硅酸盐、氮化物、氧化钇掺铕、钒酸钇掺铕、钒磷酸钇掺铕、多铝酸镁、多铝酸镁钡以及氮氧化物九种)之一或者上述的混合物与NTC半导体纳米粉体材料按照(2000-2)：1的摩尔配比，研磨混合一定时间，时间要达到混合效果保证两者在电镜下观察，至少50％以上均匀一致即可，最好在90％均匀性以上。混合后的材料，可以实现荧光粉在LED芯片激发下光谱波长分布范围改变或移动的效果，尤其在大功率发光过程有升温作用时效果更明显，这一方式对于不同波长LED芯片激发从280-650nm都可以起到调节作用。
实施例1：采用100纳米粒径以下Mn2Co2NiCuO9(其中n＝6，6-2-1-1＝2，m＝3x6/2＝9，以下各实施例的n、m确定方法相同)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比2％混入YAG：Ce荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现YAG：Ce荧光粉末在蓝光460-465nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例2：采用50纳米粒径以下Fe6-2.1-0.8-1.1Co2.1Ni0.8Cu1.1O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比5％混入YAG：Ce3+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实YAG：Ce3+荧光粉末在紫外光395-400nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果
实施例3：采用50纳米粒径以下Fe6-1.2-1.5-1.8Co1.2Ni1.5Cu1.8O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比5％混入CaAlSiN3:Eu2+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现CaAlSiN3:Eu2+荧光粉末在紫外光395-400nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果
实施例4：采用80纳米粒径以下Mn6-2-1-1Co2Ni1Cu1O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比3％掺杂入YAG：Ce3+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现YAG：Ce3+荧光粉末在紫外光300nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例5：采用50纳米粒径以下Fe6-1.2-1.5-1.8Co1.2Ni1.5Cu1.8O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比2％掺杂入(Ba,Si)2SiO4：Eu2+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现(Ba,Si)2SiO4：Eu2+荧光粉末在紫外光280nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例6：采用50纳米粒径以下Mn6-1.2-1.5-1.8Co1.2Ni1.5Cu0.8O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比1％掺杂入BaSrAlN3:Eu2+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现(Ba,Si)2SiO4：Eu2+荧光粉末在紫外光395-400nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例7：采用50纳米粒径以下Fe8-2.5-2.5-1Co2.5Ni2.5Cu1O12(其中n＝8，m＝3x8/2＝12)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比0.5％掺杂入Si4AlN3:Eu2+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现Si4AlN3:Eu2+2+荧光粉末在紫外光380nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例8：采用50纳米粒径以下Mn6-1.2-1.5-0.8Co1.2Ni1.5Cu0.8O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比0.8％掺杂入YAG：Ce3+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现YAG：Ce3++2+荧光粉末在紫外光395-400nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例9：采用200纳米粒径以下Fe8-2.5-2.5-1Co2.5Ni2.5Cu1O12(其中n＝8，m＝3x8/2＝12)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比1.2％混入硅酸盐的荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现硅酸盐系列荧光粉末在紫外光395-400nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例10：采用300纳米粒径以下Mn7-1.2-1.5-0.8Co1.2Ni1.5Cu0.8O11(其中n＝7，m＝3x7/2＝11)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比1.2％掺杂入YAG：Ce3+系列荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现YAG：Ce3+系列荧光粉末在460-465nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例11：采用100纳米粒径以下Fe6-1.5-1.5-1.5Co1.5Ni1.5Cu1.5O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比1.5％掺杂入BaSrAlN3:Eu2+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现BaSrAlN3:Eu2+荧光粉末在紫外光395-400nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例12：采用50纳米粒径以下Fe1.5Co1.5Ni1.5Cu1.5O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比1.5％掺杂入(Ba,Si)2SiO4：Eu2+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现(Ba,Si)2SiO4：Eu2+荧光粉末在紫外光380nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例13：采用50纳米粒径以下Mn2.5Co1.2Ni1.5Cu0.8O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比1.5％掺杂入YVO4：Eu2+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现YVO4：Eu2+荧光粉末在紫外光380nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例14：采用50纳米粒径以下Mn2.5Co1.2Ni1.5Cu0.8O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比1.5％掺杂入YVO4：Eu2+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现YVO4：Eu2+荧光粉末在紫外光380nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例15：采用50纳米粒径以下Fe2Co2.1Ni0.8Cu1.1O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比1.5％掺杂入氧化钇掺稀土的Y2O3：Eu2+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现Y2O3：Eu2+荧光粉末在紫外光380nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例16：采用50纳米粒径以下Fe1.5Co1.5Ni1.5Cu1.5O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比1.5％掺杂入YVO4：Eu2+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现YVO4：Eu2+荧光粉末在紫外光380nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例17：采用50纳米粒径以下Fe1.5Co1.5Ni1.5Cu1.5O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末和Mn2.5Ni2Cu1.5O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比1.5％掺杂入YVO4：Eu2+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现YVO4：Eu2+荧光粉末在紫外光380nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
实施例18：采用50纳米粒径以下Mn2Fe2Ni2O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末和Mn2Ni2Cu2O9(其中n＝6，m＝3x6/2＝9)粉末作为NTC半导体材料，按照摩尔配比1.5％掺杂入YVO4：Eu2+荧光粉末中，研磨混合达到在电镜下观察均匀一致。混合后的材料可以实现YVO4：Eu2+荧光粉末在紫外光380nmLED芯片激发下波长覆盖分布范围改变和移动的效果。
Claims (5)
1.一种利用NTC半导体纳米粉体对荧光粉激发光谱的调变方法，其特征在于包括下述步骤：采用研磨方式将任意一种或任意比例组合的LED荧光激发材料与任意一种或任意比例组合的NTC半导体纳米粉体按照LED荧光粉：NTC纳米粉＝(2～2000)：1的摩尔配比研磨混合；所述的LED荧光激发材料包括铝酸盐、硅酸盐、氮化硅掺铕、氧化钇掺铕、钒酸钇掺铕、钒磷酸钇掺铕、多铝酸镁、多铝酸镁钡以及氮氧化硅掺铕；所述的NTC半导体纳米粉体材料包括具有NTC热敏和光电阻特性的Mnn-x-y-z CuxNiyFezOm、Con-x-y-z NixCuYFezOm、Nin-x-y-zCoxMnyMzOm或Cun-x-y-zCoxNiyMzOm氧化物固溶体纳米粉体，或者Mn、Co、Ni、Fe、Cu的氧化物的质量百分比大于50％的纳米粉体，其中n值取1～9之间整数，m取值为最接近3n/2的正整数，M为Ti、Zr、Ba、Ag或Au，x+y+z>0.001，n-x-y-z>0。
2.根据权利要求1所述的利用NTC半导体纳米粉体对荧光粉激发光谱的调变方法，其特征在于：所述的研磨混合确保在电镜下观察，至少50％的LED荧光激发材料与NTC半导体纳米粉体材料均匀一致。
3.根据权利要求1所述的利用NTC半导体纳米粉体对荧光粉激发光谱的调变方法，其特征在于：所述的研磨混合确保在电镜下观察，90％以上的LED荧光激发材料与NTC半导体纳米粉体材料均匀一致。
4.根据权利要求1所述的利用NTC半导体纳米粉体对荧光粉激发光谱的调变方法，其特征在于：所述的NTC半导体纳米粉体材料颗粒粒径不超过1微米。
5.根据权利要求1所述的利用NTC半导体纳米粉体对荧光粉激发光谱的调变方法，其特征在于：所述的NTC半导体纳米粉体材料采用颗粒粒径100纳米以下的单分散粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710088404.4A CN106883853B (zh) | 2017-02-20 | 2017-02-20 | 一种利用ntc半导体纳米粉体对荧光粉发射光谱的调变方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710088404.4A CN106883853B (zh) | 2017-02-20 | 2017-02-20 | 一种利用ntc半导体纳米粉体对荧光粉发射光谱的调变方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106883853A true CN106883853A (zh) | 2017-06-23 |
| CN106883853B CN106883853B (zh) | 2019-05-10 |
Family
ID=59179167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710088404.4A Expired - Fee Related CN106883853B (zh) | 2017-02-20 | 2017-02-20 | 一种利用ntc半导体纳米粉体对荧光粉发射光谱的调变方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106883853B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108515713A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-09-11 | 西北工业大学 | 一种ntc粉体与石墨烯复合平面热敏薄膜制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002009343A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-01-11 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体発光装置及び保護装置 |
| CN102387624A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-03-21 | 天津工业大学 | 一种三基色混合暖白光led灯 |
| CN104927791A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-23 | 西北工业大学 | 氧化石墨烯与ntc半导体粉体杂化太阳能吸热材料及制备方法 |
-
2017
- 2017-02-20 CN CN201710088404.4A patent/CN106883853B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002009343A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-01-11 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体発光装置及び保護装置 |
| CN102387624A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-03-21 | 天津工业大学 | 一种三基色混合暖白光led灯 |
| CN104927791A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-23 | 西北工业大学 | 氧化石墨烯与ntc半导体粉体杂化太阳能吸热材料及制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108515713A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-09-11 | 西北工业大学 | 一种ntc粉体与石墨烯复合平面热敏薄膜制备方法 |
| CN108515713B (zh) * | 2018-03-12 | 2019-07-19 | 西北工业大学 | 一种ntc粉体与石墨烯复合平面热敏薄膜制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106883853B (zh) | 2019-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105745302B (zh) | 蓝绿色荧光粉、发光器件封装和包括其的照明装置 | |
| JP5143549B2 (ja) | Ｌｅｄに使用するための蛍光体及びそれらの混合物 | |
| JP4886139B2 (ja) | 黄色から赤色を放射する蛍光体を用いる光源 | |
| US7229573B2 (en) | Ce3+ and Eu2+ doped phosphors for light generation | |
| CN102559177B (zh) | 一种氮氧化合物发光材料、其制备方法以及由其制成的照明光源 | |
| Zhou et al. | Potential red-emitting phosphor for white LED solid-state lighting | |
| US20160049558A1 (en) | Phosphor and led light emitting device using the same | |
| EP1784872A2 (en) | Novel phosphor systems for a white light emitting diode (led) | |
| He et al. | Preparation, structure, luminescence properties of europium doped zinc spinel structure green-emitting phosphor ZnAl2O4: Eu2+ | |
| US11542431B2 (en) | Luminophore combination, conversion element, and optoelectronic device | |
| CN111194346A (zh) | 发光材料混合物、转换元件和光电子器件 | |
| CN112094645A (zh) | 一种掺杂Eu2+的蓝光荧光材料及其制备方法和白光LED发光装置 | |
| Fischer et al. | On the sensitization of Eu 3+ with Ce 3+ and Tb 3+ by composite structured Ca 2 LuHf 2 Al 3 O 12 garnet phosphors for blue LED excitation | |
| WO2016199406A1 (ja) | 蛍光体およびその製造方法、ならびにｌｅｄランプ | |
| Singh et al. | An insight into the luminescence properties of Ce3+ in garnet structured CaY2Al4SiO12: Ce3+ phosphors | |
| CN106883853B (zh) | 一种利用ntc半导体纳米粉体对荧光粉发射光谱的调变方法 | |
| CN113416542B (zh) | 一种可被蓝光激发的红色荧光粉及其制备方法 | |
| WO2007001117A2 (en) | White light emitting diode based on mixing of tri-color phosphors | |
| JP3954304B2 (ja) | 発光装置 | |
| KR101356962B1 (ko) | 산화물계 녹색 형광체 및 그의 제조방법 및 이를 이용한 백색 ｌｅｄ | |
| JP4886221B2 (ja) | 発光装置の製造方法 | |
| JP2015044938A (ja) | 蛍光体およびその製造方法、並びにその蛍光体を用いたｌｅｄランプ | |
| US9777215B2 (en) | Oxynitride phosphor powder | |
| CN104073257B (zh) | 一种硫代硅酸盐荧光体及其应用 | |
| CN102399554A (zh) | 氮化物红色发光材料、包括其的发光件以及发光器件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190510 |