CN111233902A - 一种近紫外白光led用稀土铕配合物及红光led器件和白光荧光粉和白光led器件 - Google Patents

一种近紫外白光led用稀土铕配合物及红光led器件和白光荧光粉和白光led器件 Download PDF

Info

Publication number
CN111233902A
CN111233902A CN202010150917.5A CN202010150917A CN111233902A CN 111233902 A CN111233902 A CN 111233902A CN 202010150917 A CN202010150917 A CN 202010150917A CN 111233902 A CN111233902 A CN 111233902A
Authority
CN
China
Prior art keywords
led
white light
europium complex
pouring sealant
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.)
Pending
Application number
CN202010150917.5A
Other languages
English (en)
Inventor
钟炳伟
郭超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiyang College of Zhejiang A&F University
Original Assignee
Jiyang College of Zhejiang A&F University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiyang College of Zhejiang A&F University filed Critical Jiyang College of Zhejiang A&F University
Priority to CN202010150917.5A priority Critical patent/CN111233902A/zh
Publication of CN111233902A publication Critical patent/CN111233902A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/003Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table without C-Metal linkages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • H01L33/504Elements with two or more wavelength conversion materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18Metal complexes
    • C09K2211/182Metal complexes of the rare earth metals, i.e. Sc, Y or lanthanide
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

一种近紫外白光LED用稀土铕配合物及红光LED器件和白光荧光粉和白光LED器件,属于固态照明技术领域。采用回流法和真空干燥法,制得Eu(AA)3(Phen)成品。上述一种近紫外白光LED用稀土铕配合物及红光LED器件和白光荧光粉和白光LED器件的技术方案,制得的稀土铕配合物Eu(AA)3(Phen),具有优异的荧光寿命和良好的荧光量子产率;作为红粉材料,制作成红光LED器件的光效尤其高;制成的白光LED器件显亮白色,是一种良好的WLED器件发光材料。

Description

一种近紫外白光LED用稀土铕配合物及红光LED器件和白光荧 光粉和白光LED器件
技术领域
本发明属于固态照明技术领域,具体为一种近紫外白光LED用稀土铕配合物及红光LED器件及和白光荧光粉和白光LED器件。
背景技术
白光发光二极管(WLED)因为在固态照明领域的应用潜力巨大,在近年受到了越来越多的关注,被誉为第四代绿色照明光源。固体白光照明材料的主流方向是荧光粉转换型白光LED,其实现产业化的方式是在LED芯片上涂覆荧光粉实现白光发射,包括蓝光芯片+黄光荧光粉、近紫外芯片+三基色荧光粉。近紫外芯片+三基色荧光粉产生的白光色品质仅取决于荧光粉,而且近紫外光对发光色几乎没有影响,色度受温度、电流变化的影响很小,可实现色混合充分且均匀的配光分布,所以可获得显色指数高,色彩再现力强的白光LED。目前商业化的白光LED因缺乏红光成分导致发光性能不稳定,而且随着对能源、环保等要求的提高,以及LED的飞速发展,研发效率高和热稳定性较好的荧光粉,便成了科研工作者的迫切要求。稀土材料作为发光材料是主流选择,它具有发光谱带窄,色纯度高,色彩鲜艳,稀土离子的4f组态能级极为丰富等优点。全新的稀土发光材料包括由稀土离子作为中心配位体制备的稀土离子配合物,其制成的白光固体照明光源,具备很多突出优点,是传统LED灯无法比拟的,包括:很强的节能性,较长的寿命,很小的体积以及在使用中没有汞的污染,在21世纪照明光源改革过程中,扮演特别重要的角色。其中,稀土铕配合物是一种兼具有机化合物高发光量子效率和无机化合物良好稳定性的红色荧光材料,具有很好的应用前景。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于设计提供一种近紫外白光LED用稀土铕配合物及红光LED器件和白光荧光粉和白光LED器件的技术方案,制得的稀土铕配合物Eu(AA)3(Phen),具有优异的荧光寿命和良好的荧光量子产率;作为红粉材料,制作成红光LED器件的光效尤其高;制成的白光LED器件显亮白色,是一种良好的WLED器件发光材料。
所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物,其特征在于采用以下方法制备:
1)将乙酰丙酮放入烧杯中,用四氢呋喃THF溶解,乙酰丙酮:THF的重量体积比为1-1.4g:70-90ml;按照重量体积比0.5-0.9g:15-25ml另配1,10-菲罗啉:THF的混合溶液;乙酰丙酮:1,10-菲罗啉的重量比为1-1.4g:0.5-0.9g;将两种配体溶液混合搅拌,调节混合溶液的pH至6-7;
2)再称取Eu(NO3)3·6H2O溶于THF中,Eu(NO3)3·6H2O:THF的重量体积比为1.5-1.9g:7-13ml,Eu(NO3)3·6H2O:乙酰丙酮的重量比为1.5-1.9g:1-1.4g;逐滴加入配体混合溶液中,边加入边搅拌,滴加完毕后将混合溶液转移至三颈烧瓶中,75-85℃回流反应3.6-4.4h;
3)反应结束后冷却至室温,抽滤,依次用无水乙醇、THF洗涤2-3次,于真空干燥箱中65-75℃干燥过夜,得到固体产物,将产物研磨成粉,制得Eu(AA)3(Phen)成品。
所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物,其特征在于步骤1)中:乙酰丙酮:THF的重量体积比为1.1-1.3g:75-85ml,优选1.2024g:80ml;1,10-菲罗啉:THF的重量体积比为0.6-0.8g:18-23ml,优选0.7266g:20ml;乙酰丙酮:1,10-菲罗啉的重量比为1.1-1.3g:0.6-0.8g;将两种配体溶液混合搅拌,调节混合溶液的pH至6.3-6.8,优选6.5。
所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物,其特征在于步骤2)中:Eu(NO3)3·6H2O:THF的重量体积比为1.6-1.8g:8-12ml,优选1.7768g:10ml;Eu(NO3)3·6H2O:乙酰丙酮的重量比为1.6-1.8g:1.1-1.3g;滴加完毕后将混合溶液转移至三颈烧瓶中80℃回流反应4h。
所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物,其特征在于步骤3)中:真空干燥温度为70℃。
所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物制备红光LED器件,其特征在于包括以下步骤:
1)根据LED灌封胶A和铕配合物质量比为0.8-1.2:0.8-1.2分别称取LED灌封胶A和铕配合物置于小烧杯中,用针管搅拌直至粉末与胶体混合均匀;另称取LED灌封胶B加入混合胶体,铕配合物:LED灌封胶B的质量比为12-18:45-50,继续搅拌直至完全混合,然后置于超声分散仪中,超声分散1-2分钟去除气泡;
2)取出后,将混合物用针管滴涂在LED灯的芯片正上部,使其在重力作用下覆盖住整个芯片表面和四周,将制好的LED灯放在表面皿上,放置烘箱中,55-65℃固化35-45分钟,130-140℃固化85-95分钟,最后拿出LED灯,冷却致室温,得到红光LED器件。
所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物制备红光LED器件,其特征在于步骤1)中:LED灌封胶A和铕配合物质量比为1: 1,铕配合物:LED灌封胶B的质量比为15:51;步骤2)中60℃固化40分钟,135℃固化90分钟。
所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物制备白光荧光粉,其特征在于所述的Eu(AA)3(Phen)粉末为红光荧光粉,将红光荧光粉:蓝光荧光BAM粉:绿光荧光粉S525按照质量比15-21:2-7:25-31进行混合均匀,制得白光荧光粉。
所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物制备白光荧光粉,其特征在于红光荧光粉:蓝光荧光粉:绿光荧光粉的质量比为10-20:3-6:27-30,优选18:5:28。
所述的一种白光荧光粉制备LED器件的方法,其特征在于包括以下步骤:
1)根据LED灌封胶A和白光荧光粉质量比为0.8-1.2: 0.8-1.2分别称取LED灌封胶A和白光荧光粉置于小烧杯中,用针管搅拌直至粉末与胶体混合均匀;另称取LED灌封胶B加入混合胶体,LED灌封胶A :LED灌封胶B的质量比为0.7-1.3:3.5-4.5,继续搅拌直至完全混合,然后置于超声分散仪中,超声分散1-2分钟去除气泡;
2)取出后,将混合物用针管滴涂在LED灯的芯片正上部,使其在重力作用下覆盖住整个芯片表面和四周,将制好的LED灯放在表面皿上,放置烘箱中,55-65℃固化35-45分钟,130-140℃固化80-100分钟,最后拿出LED灯,冷却致室温,得到近紫外白光LED器件。
所述的一种白光荧光粉制备LED器件的方法,其特征在于步骤1)中:LED灌封胶A:白光荧光粉质量比为0.9-1.1: 0.9-1.1,优选1:1,LED灌封胶A :LED灌封胶B的质量比为0.8-1.2:3.7-4.3,优选1:4;步骤2)中:58-62℃固化38-42分钟,132-138℃固化88-92分钟。
上述一种近紫外白光LED用稀土铕配合物及红光LED器件和白光荧光粉和白光LED器件的技术方案,制得的稀土铕配合物Eu(AA)3(Phen),具有优异的荧光寿命和良好的荧光量子产率,最高达到89.8%;铕配合物Eu(AA)3(Phen)作为红粉材料,对激发光吸收的相对完全,发出明显的红光,制作成红光LED器件的光效尤其高,为7.84 lm/w,可以成为制备WLED及全色LED显示器中的红粉材料;将铕配合物Eu(AA)3(Phen)与蓝光荧光粉、绿光荧光粉混合制成白光荧光粉,其制作的白光LED器件显亮白色,位于白光区光效高达18.9 lm/w,是一种良好的WLED器件发光材料。
附图说明
图1为本发明稀土铕配合物Eu(AA)3(Phen)的红外光谱分析谱图;
图2为本发明稀土铕配合物Eu(AA)3(Phen)的荧光光谱图;
图3为本发明配合物Eu(AA)3(Phen)制得的LED器件的光谱图;
图4本发明Eu(AA)3(Phen)配合物制得的LED器件的色坐标图;
图5为本发明白光LED器件光源光谱测试分析图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和实体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
称取1.2024g乙酰丙酮于150ml烧杯中,用80ml THF溶解,另配0.7266g1,10-菲罗啉与20ml THF的混合溶液,将两种配体溶液混合,置于磁力搅拌器上搅拌,并用1 mol/L的NaOH溶液调节混合溶液的pH至6.5。再称取1.7768g Eu(NO3)3·6H2O溶于10ml THF中,用恒压滴液漏斗逐滴加入配体混合溶液中,迅速有大量白色沉淀生成,边加入边搅拌。滴加完毕后将混合溶液转移至250ml三颈烧瓶中,置于集热式恒温加热磁力搅拌器80℃回流反应4h。反应结束后冷却至室温,抽滤,依次用无水乙醇、THF洗涤3次,于真空干燥箱中70℃干燥过夜,得到固体产物,将产物研磨成粉,制得成品2. 0437g,产率为80.77%,标记为Eu(AA)3(Phen)。乙酰丙酮,邻菲啰啉铕配合物的合成路线如下所示:
Figure 102444DEST_PATH_IMAGE001
实施例2
1)将乙酰丙酮放入烧杯中,用THF溶解,乙酰丙酮:THF的重量体积比为1g:70ml;按照重量体积比0.5g:15ml另配1,10-菲罗啉:THF的混合溶液;乙酰丙酮:1,10-菲罗啉的重量比为1g:0.5g;将两种配体溶液混合搅拌,调节混合溶液的pH至6;
2)再称取Eu(NO3)3·6H2O溶于THF中,Eu(NO3)3·6H2O:THF的重量体积比为1.5g:7.0ml,Eu(NO3)3·6H2O:乙酰丙酮的重量比为1.5g:1.0g;逐滴加入配体混合溶液中,边加入边搅拌,滴加完毕后将混合溶液转移至三颈烧瓶中,75℃回流反应3.6h;
3)反应结束后冷却至室温,抽滤,依次用无水乙醇、THF洗涤2次,于真空干燥箱中65℃干燥过夜,得到固体产物,将产物研磨成粉,制得Eu(AA)3(Phen)成品。
实施例3
1)将乙酰丙酮放入烧杯中,用THF溶解,乙酰丙酮:THF的重量体积比为1.4g: 90.0ml;按照重量体积比0.9g:25.0ml另配1,10-菲罗啉:THF的混合溶液;乙酰丙酮:1,10-菲罗啉的重量比为1.4g:0.9g;将两种配体溶液混合搅拌,调节混合溶液的pH至7;
2)再称取Eu(NO3)3·6H2O溶于THF中,Eu(NO3)3·6H2O:THF的重量体积比为1.9g:13.0ml,Eu(NO3)3·6H2O:乙酰丙酮的重量比为0.9g:1.4g;逐滴加入配体混合溶液中,边加入边搅拌,滴加完毕后将混合溶液转移至三颈烧瓶中,85℃回流反应4.4h;
3)反应结束后冷却至室温,抽滤,依次用无水乙醇、THF洗涤3次,于真空干燥箱中75℃干燥过夜,得到固体产物,将产物研磨成粉,制得Eu(AA)3(Phen)成品。
采用上述实施例1铕配合物Eu(AA)3(Phen)制备红光LED器件,包括以下步骤:根据LED灌封胶A和铕配合物质量比为1:1分别称取0.013gLED灌封胶A和0.015g铕配合物置于10ml小烧杯中,用针管搅拌直至粉末与胶体混合均匀。另称取0.051gLED灌封胶B加入混合胶体,继续搅拌直至完全混合,然后置于超声分散仪中,超声分散一分钟去除气泡。取出后,将混合物用针管滴涂在LED灯的芯片正上部,使其在重力作用下覆盖住整个芯片表面和四周。将制好的LED灯放在表面皿上,放置烘箱中,60℃固化40分钟,135℃固化90分钟。最后拿出LED灯,冷却致室温,得到红光LED器件。在该红光LED器件的制备工艺中,LED灌封胶A和铕配合物质量比为0.8: 1.2或1.2: 0.8 ,铕配合物:LED灌封胶B的质量比为12:45, 18: 50,12: 50或18:45;55℃固化45分钟,130℃固化95分钟或者65℃固化35分钟, 140℃固化85分钟;其它步骤相同,也能取得本发明所述的技术效果。采用上述实施例2、实施例3铕配合物制备红光LED器件,也能取得本发明所述的技术效果。
采用上述实施例1铕配合物Eu(AA)3(Phen)制备白光荧光粉,所述的Eu(AA)3(Phen)粉末为红光荧光粉,将红光荧光粉:蓝光荧光粉:绿光荧光粉按照质量比18:5:28进行混合均匀,制得白光荧光粉。根据LED灌封胶A和白光荧光粉质量比为1:1分别称取LED灌封胶A0.018g和白光荧光粉0.017g置于10ml小烧杯中,用针管搅拌直至粉末与胶体混合均匀。另称取0.072g LED灌封胶B加入混合胶体,继续搅拌直至完全混合,然后置于超声分散仪中,超声分散一分钟去除气泡。取出后,将混合物用针管滴涂在LED灯的芯片正上部,使其在重力作用下覆盖住整个芯片表面和四周。将制好的LED灯放在表面皿上,放置烘箱中,60℃固化40分钟,135℃固化90分钟。最后拿出LED灯,冷却致室温,得到近紫外白光LED器件。在该白光荧光粉的制备工艺中,红光荧光粉:蓝光荧光粉:绿光荧光粉的质量比为15:2:25,或红光荧光粉:蓝光荧光粉:绿光荧光粉的质量比为21: 7: 31,或红光荧光粉:蓝光荧光粉:绿光荧光粉的质量比为21:2:25,或红光荧光粉:蓝光荧光粉:绿光荧光粉的质量比为15: 7:31制得的白光荧光粉,也能取得本发明所述的技术效果。在该近紫外白光LED器件的制备工艺中,LED灌封胶A:白光荧光粉质量比为0.8: 1.2或1.2:0.8,LED灌封胶A :LED灌封胶B的质量比为0.7:3.5;0.7:4.5, 1.3:3.5或1.3:4.5;55℃固化35分钟,130℃固化100分钟,或者65℃固化35分钟, 140℃固化80分钟,其它步骤相同,也能取得本发明所述的技术效果。采用上述实施例2、实施例3铕配合物制备近紫外白光LED器件,也能取得本发明所述的技术效果。
以下通过相应的试验数据对本发明作进一步说明。
试验1 EDTA滴定法测定实施例1中铕配合物Eu(AA)3(Phen)中铕离子含量试验。
1.1实验原理
由于EDTA和Eu3+离子形成的配合物具有较高的稳定常数(lgK=17.14),因此可以通过络合滴定的方法测定铕配合物中Eu3+的含量。滴定至溶液由红色变为明黄色时,即为终点。
1.2实验步骤
1).锌标准溶液的配制
用减量法准确称取基准物质氧化锌0.21 g (精确至0.0001 g)于150 mL烧杯中,加入5mL 6mol/L HCI溶液。溶解后,加入适量水稀释,定量转移至250mL容量瓶中,定容。
2).EDTA溶液的配制及标定
称取乙二胺四乙酸二钠3.7 g,溶于1000 mL蒸馏水中,得到浓度约为0.01 mol/L的EDTA溶液。
准确移取三份锌标准溶液各25 mL,分别置于250 mL锥形瓶中,以二甲酚橙为指示剂,用20%六次甲基四胺水溶液调至紫红色后,再过量5 mL。以0.01mol/L EDTA溶液滴至溶液由紫红色变为亮黄色,即为终点。
计算EDTA溶液的浓度。
3).铕配合物中Eu3+的含量测定
用增量法准确称取三份0.2g自制铕配合物分别在250ml锥形瓶中溶于25ml二甲亚砜的乙醇溶液,以二甲酚橙为指示剂,用1mol/L HCl溶液调至紫红色,再加入2ml 20%六次甲基四胺溶液,用EDTA标准溶液滴至溶液由紫红色变为明黄色,即为终点。
计算产物中Eu3+的含量。
EDTA滴定铕离子的结果如表1所示。由表1可知,Eu(AA)3(Phen)中Eu元素的含量分别为21.62%,与理论值基本吻合,证明成功制备了目标产物。由于稀土离子特殊的电子构型,导致其络合物的光谱强弱和峰形很大程度上是由配体的性质决定,通过比较配体和配合物的紫外可见吸收光谱来推断配合物中配体的比例,从而确定配合物可能的化学组成。下面通过紫外吸收光谱进行分析。
表1 Eu(AA)3(Phen)配合物中铕离子的理论含量和实际含量
铕配合物名称 Eu<sup>3+</sup>理论含量 Eu<sup>3+</sup>实际含量 铕配合物预测结构
Eu(AA)<sub>3</sub>(Phen) 21.32% 21.62% Eu(AA)<sub>3</sub>(Phen)
试验2 稀土铕配合物Eu(AA)3(Phen)的紫外光谱分析试验。
试验结果显示,当phen与Eu( III)配位形成配合物后,具有强的紫外吸收,只是特征吸收峰发生了红移( π-π*跃迁,n-π*跃迁),进一步表明phen与Eu( III) 离子之间形成了配合物结构,配合物的发光是配基对Eu3+离子能量传递所致。
试验3 稀土铕配合物Eu(AA)3(Phen)的红外光谱分析试验。图1为稀土铕配合物Eu(AA)3(Phen)的红外光谱分析谱图,以β-二酮类化合物作第一配体。从图1中可以明显的看出,两个羰基(1642 cm-1附近)的伸缩振动峰发生显著蓝移,移动到1600 cm-1左右,说明了氧原子参与了配位。发生这种蓝移的原因是:在铕的配合物中存在C-O-Eu和C=O⋯Eu的共振结构,使得原有β-二酮类中的C=O的键能降低,说明其与Eu3+成功配位。此外,由于配基phen的加入(其亚胺C=N键的特征吸收峰在1586cm-1附近),配合物配位数增多,能量降低,使邻菲罗啉的大共轭结构的电子发生了偏移,红移到1493 cm-1,充分说明Phen的N原子与Eu3+离子发生了配位作用。
试验4 稀土铕配合物Eu(AA)3(Phen)的荧光光谱分析试验。
试验表明,稀土铕配合物Eu(AA)3(Phen)在紫外光(365 nm)下的发出明亮的红光。图2为稀土铕配合物的Eu(AA)3(Phen)荧光发射光谱图,配合物的激发波长为405 nm。荧光发射光谱显示,配合物在Eu3+5D07F2跃迁处出现强发射峰,且具有较窄半峰宽。从图中可以看出,配合物在613 nm处有很强的铕特征峰,表现出良好的荧光性能。配合物Eu(AA)3(Phen)在紫外灯照射下能观测到一定的红色荧光,表2列出了配合物的荧光数据。结果显示,AA与Phen为配体的铕配合物Eu(AA)3(Phen),具有最优异的荧光寿命和良好的荧光量子产率,最高达到89.8,可能与β-二酮类化合物强的配位作用以及配体与铕离子的空间效应有关。此外,Phen的刚性结构、碱性等性质,使得配合物的紫外吸收能力增强强,可以有效促进能量在配合物内的传输,可以将能量有效地转移到铕离子中,配合物的荧光强度均有一定的提升,这充分体现了第二配体的“协同效应”。
表2 稀土铕配合物Eu(AA)3(Phen)的荧光数据
配合物名称 激发波长/nm 荧光强度(a.u.) 荧光寿命(s) 荧光量子产率(%)
Eu(AA)<sub>3</sub>(Phen) 365 2.5*10<sup>7</sup> 6000 89.8
试验5 稀土铕配合物Eu(AA)3(Phen)的发光性能试验。
图3是用配合物Eu(AA)3(Phen)制得的LED器件的光谱图,从图中可以得出,发射主波长为613 nm左右,来自于配合物中Eu3+的发射。图4是用Eu(AA)3(Phen)配合物制得的LED器件的色坐标图。由图可以看出, Eu(AA)3(Phen)配合物制得的LED器件色坐标分别是(0.6664,0.3274),色坐标与PAL (Phas Alternating Line)的标准红光色坐标(0.64,0.33)或者NTSC (National Television System Committee)颁布的标准红光色坐标(0.67,0.33)相比较,十分接近。该器件的光效尤其高,为7.84 lm/w,这与其具有较高的荧光量子产率有关,有望成为制备WLED及全色LED显示器中的红粉材料。
试验6 近紫外白光LED器件的发光性能试验。
将制备的发光性能较好的铕配合物Eu(AA)3(Phen)与绿光荧光粉和蓝光荧光粉按照不同比例进行混合,调配出白光荧光粉,并采用调配好的白光荧光粉于近紫外LED芯片上制作白光LED器件。表3为紫外灯下不同荧光粉配比的发光现象。通电结果显示,当红:蓝:绿比例为18:5:28时,制作的白光LED器件显亮白色,此时比例为最佳。
表3不同荧光粉配比的发光现象
序号 红、蓝、绿比例 发光现象
1 1 : 1 : 1 绿色
2 2 : 1 : 2 绿色
3 3 : 2 : 4 绿色
4 10 : 4 : 15 黄色
5 1 : 1 : 3 青黄色
6 3 : 2 : 6 蓝色
7 2 : 1 : 3 淡蓝色
8 18 : 5 : 20 淡红色
9 18 : 5 : 24 米白色
10 18 : 5 : 28 白色
将制备好的白光LED器件进行光源光谱测试,结果如图5所示。图5a)是用配合物Eu(AA)3(Phen)作为红光荧光粉调配制得的白光荧LED器件的光谱图,从图中可以得出,配合物荧光发射峰分别位于462、535、578和618 nm处。在578和618 nm的发射峰分别归属于Eu3+离子的5D07F05D07F2能级跃迁发射,由于Eu3+离子的4f电子被5s5p电子云有效屏蔽,Eu3+离子的特征发射对周围环境不敏感,因此,混合白光粉中红色配合物保持良好的单色性并未发生偏移,表现出良好发光性能。图5b)是用Eu(AA)3(phen)配合物制得的LED器件的色坐标图。由图可以看出,配合物单体的色坐标围成了一个三角形,并且从绿光区到黄光区最后到白光区过渡,当红:蓝:绿比例为18 : 5 : 28时,色坐标为(0.2219,0.3195),混合物色坐标都落在了三角形内,位于白光区光效高达18.9 lm/w,是一种良好的WLED器件发光材料。

Claims (10)

1.一种近紫外白光LED用稀土铕配合物,其特征在于采用以下方法制备:
1)将乙酰丙酮放入烧杯中,用四氢呋喃THF溶解,乙酰丙酮:THF的重量体积比为1-1.4g:70-90ml;按照重量体积比0.5-0.9g:15-25ml另配1,10-菲罗啉:THF的混合溶液;乙酰丙酮:1,10-菲罗啉的重量比为1-1.4g:0.5-0.9g;将两种配体溶液混合搅拌,调节混合溶液的pH至6-7;
2)再称取Eu(NO3)3·6H2O溶于THF中,Eu(NO3)3·6H2O:THF的重量体积比为1.5-1.9g:7-13ml,Eu(NO3)3·6H2O:乙酰丙酮的重量比为1.5-1.9g:1-1.4g;逐滴加入配体混合溶液中,边加入边搅拌,滴加完毕后将混合溶液转移至三颈烧瓶中,75-85℃回流反应3.6-4.4h;
3)反应结束后冷却至室温,抽滤,依次用无水乙醇、THF洗涤2-3次,于真空干燥箱中65-75℃干燥过夜,得到固体产物,将产物研磨成粉,制得Eu(AA)3(Phen)成品。
2.如权利要求1所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物,其特征在于步骤1)中:乙酰丙酮:THF的重量体积比为1.1-1.3g:75-85ml,优选1.2024g:80ml;1,10-菲罗啉:THF的重量体积比为0.6-0.8g:18-23ml,优选0.7266g:20ml;乙酰丙酮:1,10-菲罗啉的重量比为1.1-1.3g:0.6-0.8g;将两种配体溶液混合搅拌,调节混合溶液的pH至6.3-6.8,优选6.5。
3.如权利要求1所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物,其特征在于步骤2)中:Eu(NO3)3·6H2O:THF的重量体积比为1.6-1.8g:8-12ml,优选1.7768g:10ml;Eu(NO3)3·6H2O:乙酰丙酮的重量比为1.6-1.8g:1.1-1.3g;滴加完毕后将混合溶液转移至三颈烧瓶中80℃回流反应4h。
4.如权利要求1所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物,其特征在于步骤3)中:真空干燥温度为70℃。
5.采用权利要求1所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物制备红光LED器件,其特征在于包括以下步骤:
1)根据LED灌封胶A和铕配合物质量比为0.8-1.2:0.8-1.2分别称取LED灌封胶A和铕配合物置于小烧杯中,用针管搅拌直至粉末与胶体混合均匀;另称取LED灌封胶B加入混合胶体,铕配合物:LED灌封胶B的质量比为12-18:45-50,继续搅拌直至完全混合,然后置于超声分散仪中,超声分散1-2分钟去除气泡;
2)取出后,将混合物用针管滴涂在LED灯的芯片正上部,使其在重力作用下覆盖住整个芯片表面和四周,将制好的LED灯放在表面皿上,放置烘箱中,55-65℃固化35-45分钟,130-140℃固化85-95分钟,最后拿出LED灯,冷却致室温,得到红光LED器件。
6.如权利要求1所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物制备红光LED器件,其特征在于步骤1)中:LED灌封胶A和铕配合物质量比为1: 1,铕配合物:LED灌封胶B的质量比为15:51;步骤2)中60℃固化40分钟,135℃固化90分钟。
7.采用权利要求1所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物制备白光荧光粉,其特征在于所述的Eu(AA)3(Phen)粉末为红光荧光粉,将红光荧光粉:蓝光荧光粉BAM:绿光荧光粉S525按照质量比15-21:2-7:25-31进行混合均匀,制得白光荧光粉。
8.如权利要求7所述的一种近紫外白光LED用稀土铕配合物制备白光荧光粉,其特征在于红光荧光粉:蓝光荧光粉:绿光荧光粉的质量比为10-20:3-6:27-30,优选18:5:28。
9.采用权利要求1所述的一种白光荧光粉制备LED器件的方法,其特征在于包括以下步骤:
1)根据LED灌封胶A和白光荧光粉质量比为0.8-1.2: 0.8-1.2分别称取LED灌封胶A和白光荧光粉置于小烧杯中,用针管搅拌直至粉末与胶体混合均匀;另称取LED灌封胶B加入混合胶体,LED灌封胶A :LED灌封胶B的质量比为0.7-1.3:3.5-4.5,继续搅拌直至完全混合,然后置于超声分散仪中,超声分散1-2分钟去除气泡;
2)取出后,将混合物用针管滴涂在LED灯的芯片正上部,使其在重力作用下覆盖住整个芯片表面和四周,将制好的LED灯放在表面皿上,放置烘箱中,55-65℃固化35-45分钟,130-140℃固化80-100分钟,最后拿出LED灯,冷却致室温,得到近紫外白光LED器件。
10.采用权利要求9所述的一种白光荧光粉制备LED器件的方法,其特征在于步骤1)中:LED灌封胶A:白光荧光粉质量比为0.9-1.1: 0.9-1.1,优选1:1,LED灌封胶A :LED灌封胶B的质量比为0.8-1.2:3.7-4.3,优选1:4;步骤2)中:58-62℃固化38-42分钟,132-138℃固化88-92分钟。
CN202010150917.5A 2020-03-06 2020-03-06 一种近紫外白光led用稀土铕配合物及红光led器件和白光荧光粉和白光led器件 Pending CN111233902A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010150917.5A CN111233902A (zh) 2020-03-06 2020-03-06 一种近紫外白光led用稀土铕配合物及红光led器件和白光荧光粉和白光led器件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010150917.5A CN111233902A (zh) 2020-03-06 2020-03-06 一种近紫外白光led用稀土铕配合物及红光led器件和白光荧光粉和白光led器件

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111233902A true CN111233902A (zh) 2020-06-05

Family

ID=70873402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010150917.5A Pending CN111233902A (zh) 2020-03-06 2020-03-06 一种近紫外白光led用稀土铕配合物及红光led器件和白光荧光粉和白光led器件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111233902A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2033896B1 (en) 2022-06-21 2024-01-08 Inst Applied Chemistry Jiangxi Academy Sciences Double-rare-earth-metal-center white-light fluorescent powder and preparation method and application thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103589427A (zh) * 2013-09-29 2014-02-19 温州大学 一种Cu-Zn-In-S量子点发光薄膜的制备方法
CN106319661A (zh) * 2016-08-27 2017-01-11 青岛大学 一种制备高分子‑微/纳米发光复合纤维的方法
CN107565007A (zh) * 2017-09-19 2018-01-09 南昌航空大学 一种稳定白光led的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103589427A (zh) * 2013-09-29 2014-02-19 温州大学 一种Cu-Zn-In-S量子点发光薄膜的制备方法
CN106319661A (zh) * 2016-08-27 2017-01-11 青岛大学 一种制备高分子‑微/纳米发光复合纤维的方法
CN107565007A (zh) * 2017-09-19 2018-01-09 南昌航空大学 一种稳定白光led的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MICHAEL D. MCGEHEE ET AL.: "Narrow Bandwidth Luminescence from Blends with Energy Transfer from Semiconducting Conjugated Polymers to Europium Complexes", 《ADVANCED MATERIALS》 *
SHI-JIE WANG ET AL.: "Coating graphene oxide sheets with luminescent rare-earth complexes", 《JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2033896B1 (en) 2022-06-21 2024-01-08 Inst Applied Chemistry Jiangxi Academy Sciences Double-rare-earth-metal-center white-light fluorescent powder and preparation method and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108690201B (zh) 一种mof/染料复合的高量子产率白光荧光粉材料及其制备方法
CN112251219B (zh) 一种耐湿型氟化物红色荧光粉及其制备方法
CN108912337B (zh) 一种高量子产率的稀土金属有机框架材料及其制备方法
CN101402857B (zh) 一种led用红色发光材料及其制备方法
WO2022233116A1 (zh) 一种单基质双发射荧光粉及其制备方法与应用
CN103078047A (zh) 一种硅烷功能化碳点激发的白光led及其制备方法
CN113201328B (zh) 一种单基质双带白光发射材料及其制备方法与应用
CN109400898B (zh) 一种锰配位聚合物及其制备方法和应用
CN111233902A (zh) 一种近紫外白光led用稀土铕配合物及红光led器件和白光荧光粉和白光led器件
CN105244427B (zh) 一种白光led荧光膜以及基于荧光膜的led
CN202048398U (zh) 一种白光led光源
CN115340869B (zh) 橙色发光材料及其制备方法、白光led
CN115806678A (zh) 含硫杂环基荧光材料及其制法与在wled器件制备中的应用
CN106995702B (zh) 一种镓锗酸盐基深红色发光材料及其制备方法
CN106590657B (zh) 一种镥铝酸盐绿色荧光粉及其制备方法和应用
CN110184057A (zh) 一种氧氟化物红色荧光粉及其制备方法
Li et al. Zero‐dimensional Hybrid Antimony Halide with Intrinsic Cyan Light Emission
CN111040356B (zh) 一种三原色光致发光器件及其制备方法
CN107858146B (zh) 一种Eu3+离子掺杂硼酸盐(K6Ba4B8O19)基红色荧光粉的合成方法
CN106367062A (zh) 白光led用全光谱荧光粉及其制备方法和白光led发光装置
CN101759361A (zh) 一种稀土掺杂发光玻璃及其制备方法
CN103078046B (zh) 一种白光led及其制备方法
CN104694122A (zh) 一种红色荧光粉及其制备方法
CN108865121B (zh) 一种红色荧光粉与分子筛复合发光材料及其制备方法和应用
CN108129505B (zh) 一种铝有机配合物及其氧化石墨烯掺杂铝有机配合物的荧光材料

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