本發(fā)明涉及新型發(fā)光材料的制備與應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種單組分白光鈣鈦礦材料的制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、與傳統(tǒng)光源(尤其是白熾燈、鹵素?zé)艉蜔晒鉄?相比，led照明具有極高的成本效益：與白熾燈相比，led燈可節(jié)省80-90％的能源；與鹵素?zé)粝啾?，可以?jié)省75-80％的能源；與熒光燈相比，可節(jié)省50-60％的能源。這是由于傳統(tǒng)光源主要以熱輻射的形式消耗能源，而led照明技術(shù)可以直接有效地將電子轉(zhuǎn)換為光子。led光源還具有使用壽命長、照明控制集成度高、光學(xué)控制好、調(diào)光性強(qiáng)等優(yōu)勢，從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度來看，led光源對環(huán)境的影響更小，因此成為新一代固態(tài)照明光源技術(shù)。

2、白光led主要通過藍(lán)光芯片激發(fā)黃色熒光粉(如yag：ce3+)或通過紫外芯片激發(fā)三基色熒光粉來實(shí)現(xiàn)白光照明。然而，藍(lán)光芯片激發(fā)黃色熒光粉或混合熒光粉時具有較大斯托克斯損失，自吸收或重吸收會導(dǎo)致光效降低；不同工作條件下，不同組份熒光粉工作機(jī)制不同，導(dǎo)致白光led色溫可能發(fā)生漂移，影響照明效果；熒光粉窄帶發(fā)射或光譜缺失導(dǎo)致白光led顯色指數(shù)(cri)較低，無法充分呈現(xiàn)被照物體的真實(shí)顏色。因此開發(fā)新型、高效熒光粉材料，對進(jìn)一步提升led照明品質(zhì)、提升照明效率和減少能源消耗等具有重要意義。單組分白光熒光材料，特別是基于自陷激子的單組分白光發(fā)射鈣鈦礦材料，因其大斯托克斯位移、寬光譜發(fā)射特性，能夠有效降低由于自吸收和混合熒光粉重吸收所導(dǎo)致的能量損失，除此之外還能夠直接、高效地發(fā)射覆蓋整個可見光范圍的全光譜白光。結(jié)合紫外led芯片固態(tài)照明技術(shù)，在當(dāng)前的研究和應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出了研究價值和應(yīng)用前景。然而，本領(lǐng)域的單組分白光發(fā)射鈣鈦礦材料的制備方法中普遍需要用到有機(jī)溶劑或酸溶液，不符合綠色環(huán)保理念；而且傳統(tǒng)的制備方法如氣相法、機(jī)械合成法等，操作過程復(fù)雜，發(fā)射光譜較窄，并且難以做到大批量制備，仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種單組分白光鈣鈦礦材料的制備方法與應(yīng)用，以解決背景技術(shù)中的上述問題。本發(fā)明所設(shè)計的制備方法綠色、簡易、成本低，適合大批量生產(chǎn)；制備得到的單組分白光鈣鈦礦材料具有熒光量子產(chǎn)率高、結(jié)晶性高、發(fā)射光譜寬、可直接產(chǎn)生白光等優(yōu)點(diǎn)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明技術(shù)方案之一：提供一種單組分白光鈣鈦礦材料，所述單組分白光鈣鈦礦材料的化學(xué)式為cscdixcl3-x，x＝1～2，激發(fā)波長為220～320nm，發(fā)射波長為350～700nm，熒光量子產(chǎn)率為70％～90％。

4、本發(fā)明技術(shù)方案之二：提供一種上述單組分白光鈣鈦礦材料的制備方法，包括以下步驟：

5、按化學(xué)計量比稱取i源和cl源，溶解于溶劑中，加熱，得到所述單組分白光鈣鈦礦材料；

6、所述i源為csi和/或cdi2，所述cl源為cscl和/或cdcl2，且所述i源和所述cl源不同時為cs鹽或者cd鹽。

7、優(yōu)選地，所述溶劑為水。

8、優(yōu)選地，所述加熱的溫度為150℃，時間為20-30min。

9、優(yōu)選地，所述加熱在攪拌條件下進(jìn)行。

10、本發(fā)明技術(shù)方案之三：提供一種上述單組分白光鈣鈦礦材料在制備白光led器件中的應(yīng)用。

11、本發(fā)明技術(shù)方案之四：提供一種白光led器件，以上述的單組分白光鈣鈦礦材料作為熒光粉。

12、優(yōu)選地，所述白光led器件的紫外泵浦芯片范圍為260-290nm，顯色指數(shù)為82-95。

13、優(yōu)選地，加熱結(jié)束后，使用膠頭滴管吸出多余的水，將剩余固體收集至干燥箱中，50℃下干燥3h，得到所述單組分白光鈣鈦礦材料。

14、本發(fā)明技術(shù)方案之五：提供一種上述白光led器件的制備方法，將單組分白光鈣鈦礦材料與封裝材料混合，涂覆至紫外發(fā)光二極管芯片，得到所述紫外芯片泵浦的白光led器件。

15、本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下：

16、本發(fā)明所設(shè)計的制備方法綠色、簡易、成本低，適合大批量生產(chǎn)；制備得到的單組分白光鈣鈦礦材料具有熒光量子產(chǎn)率高、結(jié)晶性高、發(fā)射光譜寬、可直接產(chǎn)生白光等優(yōu)點(diǎn)。

17、本發(fā)明提出的紫外芯片泵浦的白光led器件的應(yīng)用方式，避免了傳統(tǒng)熒光粉色漂、光譜缺失等缺點(diǎn)，直接產(chǎn)生的白光的顯色指數(shù)(cri)超過90，制得的白光led器件工作穩(wěn)定性較好，在固態(tài)照明領(lǐng)域具有卓越的應(yīng)用前景。

18、本發(fā)明采用水相合成的制備方法，避免了傳統(tǒng)溶液法中有機(jī)溶劑或酸溶液的使用，相對于其它制備方法如氣相法、機(jī)械合成法等，操作過程簡易、高效，可大批量制備，反應(yīng)條件溫和，并且更加環(huán)保。所得到的單組分白光鈣鈦礦材料能夠直接產(chǎn)生全光譜發(fā)射，在固態(tài)照明領(lǐng)域顯示出較大應(yīng)用潛力。

技術(shù)特征：

1.一種單組分白光鈣鈦礦材料，其特征在于，所述單組分白光鈣鈦礦材料的化學(xué)式為cscdixcl3-x，x＝1～2，激發(fā)波長為220～320nm，發(fā)射波長為350～700nm，熒光量子產(chǎn)率為70％～90％。

2.一種權(quán)利要求1所述單組分白光鈣鈦礦材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑為水。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述加熱的溫度為150℃，時間為20-30min。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述加熱在攪拌條件下進(jìn)行。

6.一種權(quán)利要求1所述的單組分白光鈣鈦礦材料在制備白光led器件中的應(yīng)用。

7.一種白光led器件，其特征在于，以權(quán)利要求1所述的單組分白光鈣鈦礦材料作為熒光粉。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的白光led器件，其特征在于，所述白光led器件的紫外泵浦芯片范圍為260-290nm，顯色指數(shù)為82-95。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種單組分白光鈣鈦礦材料的制備方法與應(yīng)用，屬于新型發(fā)光材料的制備與應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明的單組分白光鈣鈦礦材料的化學(xué)式為CsCdI<subgt;x</subgt;Cl<subgt;3?x</subgt;，x＝1～2，激發(fā)波長為220～320nm，發(fā)射波長為350～700nm，熒光量子產(chǎn)率為70％～90％。本發(fā)明所設(shè)計的制備方法綠色、簡易、成本低，適合大批量生產(chǎn)；制備得到的單組分白光鈣鈦礦材料具有熒光量子產(chǎn)率高、結(jié)晶性高、發(fā)射光譜寬、可直接產(chǎn)生白光等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用水相合成的制備方法，避免了傳統(tǒng)溶液法中有機(jī)溶劑或酸溶液的使用，所得到的單組分白光鈣鈦礦材料能夠直接產(chǎn)生全光譜發(fā)射，在固態(tài)照明領(lǐng)域顯示出較大應(yīng)用潛力。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭堃,米彥霖,張拓,陳冰昆,曹杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京理工大學(xué)長三角研究院（嘉興）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2