气溶胶喷涂纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉涂层的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种气溶胶喷涂纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉涂层的制备方法，该方法包括：将钇盐溶解在去离子水中，配制成盐溶液；在加入铋和铕的盐溶液，混合均匀，得到AJP的打印墨水；将配制好的墨水在超声条件下进行雾化，以氮气分别做为载气和束缚气体，调节载气和束缚气体的聚焦比在加热的基材衬底上进行不同层数的打印；打印好的前驱体在空气条件下进行煅烧，最终获得高度结晶的纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉；将煅烧好的纳米铋铕共掺杂氧化钇与粘合剂配置成AJP的打印墨水，进行打印，打印衬底为LED芯片。本发明专利技术制备得到的纳米纳米铋铕共掺杂氧化钇的荧光粉涂层用在LED上获得转化效率较高，同时工艺简单、成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
气溶胶喷涂纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉涂层的制备方法


[0001]本专利技术涉及LED
，特别涉及一种气溶胶喷涂纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]2020年，全国的照明用电量达8000亿度，如果按LED照明普及率50％，全国照明节电将达到2400亿度，约占全国目前照明用电量的80％，节能效应超过1000亿元。仅节电量就相当于1.2亿吨标煤，同时可大幅减少CO2、SO2及粉尘的排放量。LED产业强大的节能与环保效应，使其成为引领世界经济的重要力量。目前，实现白光LED的主流方案是将LED芯片和荧光粉组合成荧光粉转换型白光LED，其中荧光粉的性能决定着白光LED的光转换效率、流明效率、光通等一系列光电特性参数。近年来紫外LED的出现，为白光LED用荧光粉提供了新的发展空间。由于紫外光对肉眼不可见，紫外激发型白光LED的颜色只由荧光粉决定,因此得到的白光具有颜色稳定和流明效率高的优点。Bi掺杂Y2O3荧光粉具有低声子能量、高亮度、高化学稳定性等一系列优良特性，目前，Y2O3基材其主要是采用溶液燃烧和高温固相法合成，高的煅烧温度以及为控制形状和尺寸而采用的添加剂的残留物，通常会减弱其发光特性。另外，传统的LED荧光粉混合封装后，蓝色LED被黄色、绿色荧光粉激发后，其发射光谱与红色荧光粉重叠的部分会再次激发红色荧光粉，导致黄色、绿色荧光粉转换效率大大降低，LED灯珠亮度也随着降低。
[0003]气溶胶喷射打印(AJP)是一种具有商业化潜力的新型增材制造方法。作为一种非接触、可编程和灵活的印刷工艺，AJP实现图案化的的可控的精确尺寸低于10微米，且已被用于制造集成电路、晶体管、记忆体和环形振荡器等。在AJP过程中，雾化的气溶胶液滴可以被用作微反应器，以促进球形纳米结构的形成，同时在打印过程中精准控制打印厚度。
[0004]因此，本专利技术旨在开发一种以气溶胶喷射打印技术为基础，制备工艺简单且可低温烧结LED灯用气溶胶喷涂纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉涂层。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的是提供一种气溶胶喷涂纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉涂层的制备方法，以提供一种以气溶胶喷射打印技术为基础，制备工艺简单且可低温烧结LED灯用气溶胶喷涂纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉涂层。
[0006]本专利技术实施例第一方面提出了一种气溶胶喷涂纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉涂层的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]步骤(1)：将钇盐溶解在去离子水中，配制成盐溶液；在加入铋和铕的盐溶液，混合均匀，得到AJP的打印墨水；
[0008]步骤(2)：将配制好的墨水在超声条件下进行雾化，以氮气分别做为载气和束缚气体，调节载气和束缚气体的聚焦比在加热的基材衬底上进行不同层数的打印，其中，打印的衬底为玻璃；
[0009]步骤(3)：打印好的前驱体在空气条件下进行煅烧，最终获得高度结晶的纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉；
[0010]步骤(4)：将煅烧好的纳米铋铕共掺杂氧化钇与粘合剂配置成AJP的打印墨水，进行打印，打印衬底为LED芯片。
[0011]优选的，所述步骤(1)中所用的钇盐为氯化铋，所用的铋盐为氯化铋，其中，铕盐为氯化铕，纯度为99.99％，其中，钇的盐溶液浓度为0.3
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1M，配制好的墨水中铋盐含量为2％
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5％，铕的含量为1％
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3％。
[0012]优选的，所述步骤(2)中，所述超声的条件为1.5
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1.8MHz，束缚气体的流速为100
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150sccm，载气与束缚气体的聚焦比为3.0
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3.5，打印的速度为5
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15mm/s，打印的高度为3
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8mm，打印的线宽为100
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500μm，打印层数为10
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50层，打印基材的加热温度为50
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90℃，打印的衬底为玻璃板。
[0013]优选的，所述步骤(3)中，所选的煅烧温度为400
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550℃，升温速率为1
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5℃/min,保温时间为2
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5h。
[0014]优选的，所述步骤(4)中，所选的纳米铋铕共掺杂氧化钇与粘合剂的配比为8:0.5
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2，所述超声的条件为1.7MHz，束缚气体的流速为100
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150sccm，载气与束缚气体的聚焦比为3.0
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4.0，打印的速度为5
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15mm/s，打印的高度为3
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8mm，打印的线宽为100
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200μm，打印层数为10
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20层。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]1、本方案制备得到的纳米铋铕共掺杂氧化钇的成型过程是：在AJP的打印过程中，微液滴通过限制在热表面鞘状气体的微尺度体系中顺序沉积，同时加热环境也提供了一种各向异性的蒸发体系。在溶剂蒸发的过程中，晶核产生并均匀生长，由于溶剂的快速蒸发导致液滴尺寸的急剧减小，抑制了纳米颗粒的团聚，进而形成了纳米结构。
[0017]2、本方案微反应体系所形成的纳米结构的盐改善了热和质量传输，在相对较低的煅烧温度即可制备出具有高结晶度的纳米铋铕共掺杂氧化钇。
[0018]3、本方案采用的气溶胶喷射打印技术可精确控制荧光粉涂层的厚度，减少荧光粉混合封装后，LED灯珠亮度降低的问题。
[0019]4、此方法简单可行，采用原材料成本较低，且打印过程简单，打印出的前驱体结构均匀，低温烧结耗能少，且获得的高结晶度和纳米铋铕共掺杂氧化钇呈现出优异的发射红光性能，所得到的纳米铋铕共掺杂氧化钇的荧光粉涂层用在LED上获得转化效率较高。
[0020]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例制备的纳米铋铕共掺杂氧化钇的XRD结果；
[0022]图2为本专利技术实施例制备的纳米铋铕共掺杂氧化钇的SEM结果；
[0023]图3为本专利技术实施例制备的纳米铋铕共掺杂氧化钇的荧光光谱图。
[0024]如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。
具体实施方式
[0025]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0026]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气溶胶喷涂纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉涂层的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤(1)：将钇盐溶解在去离子水中，配制成盐溶液；在加入铋和铕的盐溶液，混合均匀，得到AJP的打印墨水；步骤(2)：将配制好的墨水在超声条件下进行雾化，以氮气分别做为载气和束缚气体，调节载气和束缚气体的聚焦比在加热的基材衬底上进行不同层数的打印，其中，打印的衬底为玻璃；步骤(3)：打印好的前驱体在空气条件下进行煅烧，最终获得高度结晶的纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉；步骤(4)：将煅烧好的纳米铋铕共掺杂氧化钇与粘合剂配置成AJP的打印墨水，进行打印，打印衬底为LED芯片。2.根据权利要求1所述的气溶胶喷涂纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中所用的钇盐为氯化铋，所用的铋盐为氯化铋，其中，铕盐为氯化铕，纯度为99.99％，其中，钇的盐溶液浓度为0.3
‑
1M，配制好的墨水中铋盐含量为2％
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5％，铕的含量为1％
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3％。3.根据权利要求1所述的气溶胶喷涂纳米铋铕共掺杂氧化钇荧光粉涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述超声的条件为1.5
‑
1.8MHz，束缚气体的流速为100
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150sccm，载气与束缚气体的聚焦比为3.0

【专利技术属性】
技术研发人员：范兰兰，林爱平，顾锋，曹磊，熊仕显，
申请(专利权)人：江西理工大学南昌校区，
类型：发明
国别省市：