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基于LED用红色荧光粉研究进展的研究

基于LED用红色荧光粉研究进展的研究

基于LED用红色荧光粉研究进展的研究LED是一种半导体光源,具有高效、长寿命和低功耗等优点,在照明、显示、通信、生物医学等领域得到广泛应用。

与传统照明光源相比,LED具有单色性、亮度高、光衰小等优势,但其发出的光波长有限,因此红色荧光粉的应用对LED的色彩表现和应用范围具有重要意义。

本文将综述基于LED用红色荧光粉研究进展的研究。

一、红色荧光粉的种类和制备方法红色荧光粉是一种将外部能量转换成可见光的材料,能够将LED产生的蓝、绿光转化为红光,实现白光发射。

目前常用的红色荧光粉包括SrS:Eu2+, Eu3+、CaS:Eu2+, Eu3+、Y2O3:Eu3+、YVO4:Eu3+等。

其中,Eu2+和Eu3+是常用的激活离子,能够将紫外光和蓝光转换为红色荧光。

红色荧光粉的制备方法主要包括固相法、液相法和气相法三种。

固相法是将荧光粉原料混合均匀,进行高温烧结,得到红色荧光粉。

液相法是在溶液中将原料混合均匀,然后沉淀和干燥,最后进行高温还原或氧化等反应,制备荧光粉。

气相法则是将原料蒸发在高温条件下,使其分解和氧化,形成红色荧光粉。

二、LED用红色荧光粉的特性与应用LED用红色荧光粉主要应用于白光LED的制备中,由于LED只能发出单一波长的光线,而荧光粉能转换出其他波长的光线,因此荧光粉的使用能够实现白光发射。

目前市面上的白光LED主要分为三种:蓝光加黄光、紫光加黄光和蓝光加红光。

其中,蓝光加红光的白光LED应用最为广泛,因为红光荧光粉的发光亮度高,发光效率更高。

LED用红色荧光粉的特性主要表现在以下几个方面:1.发光强度高:红色荧光粉的发光强度高,可以提高白光LED的亮度和效率。

2.发光稳定性好:红色荧光粉对温度、湿度等环境因素的影响较小,发光稳定性好。

3.色温控制能力强:LED用红色荧光粉可以根据要求调整荧光粉的配比,从而实现不同色温的白光发射。

目前,LED用红色荧光粉主要应用于照明、显示、室内装饰等领域,例如LED灯管、LED灯珠、LED屏幕、LED显示器等。

荧光粉文献综述资料

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荧光粉文献综述荧光粉文献综述杨颖任满荣关键字:荧光粉;制备及应用;展望与前景;LED照明1、前言稀土荧光粉的应用解决了常规卤粉存在的发光效率低、色温大及稳定性差等问题,提高了照明光源的质量,为新型荧光灯的研究与应用提供了前提保障,同时为稀土三基色节能灯、LED、平板显示、转换发光材料及夜光涂料的研究和应用提供了保证,将照明灯行业推向新的阶段。

[1]就当前技术而言,LED 照明的实现方式主要是采用荧光粉配合 LED 芯片的单芯片方式,这是因为多芯片型白光 LED 中各芯片的衰减速度及寿命均不一样,并且需要多套控制电路,成本高。

通过引入荧光粉,只需要 1 种芯片 (蓝光或紫外光 LED 芯片) 就可以产生白光,大大简化了白光 LED 装置,节约了成本。

所以荧光粉已经成为半导体照明技术中的关键材料之一。

由于其优异的发光性能,荧光粉的研究具有重大的理论意义和应用价值,近年来取得了飞速的发展,下面将对其进行简单介绍。

2、荧光粉的发展历史1949 年,出现了性能优异的锑、锰激活的卤磷酸钙荧光粉,其不仅量子效率高,稳定性好,价格便宜,原料易得,且可以通过调整配方比例来获得日光、暖白和冷白色的输出,这些特点使它一直沿用了相当长时间,但其显色性较差。

20世纪 70年代初,依据人眼对颜色三种独立响应的视觉系统概念,荷兰科学家推断出了三基色原理,即采用红、绿、蓝三基色荧光粉就可以获得高显色指数和高光效的荧光灯。

1974 年,荷兰飞利浦公司研制成功稀土铝酸盐体系三基色荧光粉,解决了荧光灯发明以来几十年都未能解决的问题,打破了卤粉荧光灯的局限性,实现了荧光灯高显色性和高光效的统一。

[2]20世纪90年代日本率先在蓝光上获得技术突破,这时人们研制了钇铝石榴(YAG)黄色荧光粉配合蓝光于1996年实现首只白色LED。

如今被人们誉为第四种照明光源——以白光为主的半导体照明光源正迎来新的发展契机。

[3]3、荧光粉的制备3.1固相反应法(solid-state reaction)传统高温固相反应法是一个多相参与的高温扩散反应,大致的制备过程如下:称量一定量Al2O3、Y2O3、CeO2按化学计量比配比称量,混合后进行球磨,一般采用无水乙醇为介质的湿法球磨,球磨料进行烘干,烘干后压制成片,再于还原气氛中进行锻烧,锻烧后需要重新球磨,过筛分级后得到荧光粉产品。

荧光粉简介

荧光粉简介

粒度为6um左右。
BAM的晶体结构
单峰蓝粉的光学特性
稀土蓝色荧光粉
BaMgAl10O17:Eu2+荧光粉吸收254nm的紫外光,发射450nm的 蓝光,半高宽50nm,属于宽带发光。量子效率95%左右。蓝 粉稳定性不佳。
单峰蓝粉的激发光谱(a)和发射光谱(b)
光谱图及色品参数
• 单峰蓝粉
双峰蓝粉的光学特性
Y2O3:Eu3+荧光粉的 激发光谱(a),漫反射光谱(b)
Y2O3:Eu3+荧光粉的 发射光谱
光谱图及色品参数
• 红粉
稀土红粉的发光原理
稀土红色荧光粉
Y2O3:Eu3+荧光粉中Y2O3为基质材料,Eu3+为发光中心。 Y2O3基质是强离子 型晶体,晶体场的微扰作用显著削弱了原属禁戒跃迁的4f电子层的禁戒程度, 在200~300nm范围内形成一个宽激发带,使其能强烈的吸收254nm的紫外 光。然后把能量传递给Eu3+离子使之被激发,被激发的Eu3+离子发生5D0— 7F 跃迁,同时发射出611nm的红光。 2
化学组成
(Ce,Tb)MgAl11O19(发射波长543nm) BaMgAl10O17:Eu2+ (发射波长451nm)
稀土发光材料的特点:
谱线丰富,属于窄带发光,光色纯,能得到高的显色指数。 抗紫外辐照,高温特性好,能适应高负荷荧光灯的要求。
发光效率高,三基色荧光粉的量子效率均在90%以上。
荧光灯的发光原理
荧光灯介绍
荧光灯主要由灯头、低压汞蒸气和荧光粉组 成。
荧光灯的结构示意图
荧光灯的发光过程
灯丝预热 发射电子 电子轰击 气体放电 紫外线激 发荧光粉
荧光灯的种类介绍

文献综述初稿

文献综述初稿

文献综述:光致发光材料的研究现状及应用前景研究文献综述物质发光过程有激励、能量传输和发光三个过程。

激励方式主要有电子束激发,光激发和电场激发。

电子束激发有阴极射线(CRT)发光材料,真空荧光(VFD)材料,场发射(FED)显示材料;光激发有荧光灯用发光材料,等离子显示(PDP)发光材料,X射线激发光材料等;电场激发有电致发光(EL)材料,发光二极管(LED)材料。

1.常见发光种类1.1光致发光灯用材料日光灯,节能灯,黑光灯,高压汞灯,低压汞灯,LED转换组合白光长余辉材料放射性永久发光,超长余辉,长余辉a紫外发光材料长波3650发光,短波2537发光,真空紫外发光,量子点发光……红外线发光材料上转换发光,红外释光,热释发光, 多光子材料荧光染料\颜料稀土荧光,有机荧光1.2电致发光高场发光直流粉末DCEL,交流粉末ACEL,薄膜发光,厚膜发光,有机发光低场发光发光二极管(LED),有机发光(OEL-OLED),硅基发光,半导体激1.3光1.3.1阴极射线发光彩色电视发光材料黑白电视发光材料像素管材料低压荧光材料超短余辉材料1.3.2放射线发光α射线发光材料,β射线发光材料,γ射线发光材料,氚放射发光材料,闪烁晶体材料1.4X射线发光X存储发光材料X增感发光材料CT扫描发光材料1.5摩擦发光单晶发光,微晶发光1.6化学发光有机化合物发光(荧光染料)液体发光有机稀土发光1.7生物发光酶发光,有机发光,1.8反射发光(几何光学)光学镀膜反射材料,玻璃微珠反射材料2常见发光材料成份物质发光过程有激励、能量传输和发光三个过程。

激励方式主要有电子束激发,光激发和电场激发。

电子束激发有阴极射线(CRT)发光材料,真空荧光(VFD)材料,场发射(FED)显示材料;光激发有荧光灯用发光材料,等离子显示(PDP)发光材料,X射线激发光材料等;电场激发有电致发光(EL)材料,发光二极管(LED)材料。

3各种光致发光材料研究发展现状自64年Y2O3:Eu被用于制造荧光粉以来,稀土发光材料得到了迅猛的发展,大多数稀土元素或多或少地被用于荧光材料的合成,稀土发光材料已成为显示、照明、光电器件等领域中的支撑材料,并不断地有新的稀土荧光粉出现。

紫外光激发的荧光粉

紫外光激发的荧光粉

紫外光激发的荧光粉全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:紫外光激发的荧光粉是一种能够在紫外光的激发下发出明亮荧光的材料,广泛应用于许多领域,如荧光标记、荧光显示、生物医学成像等。

在当今社会,随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展,对紫外光激发的荧光粉的需求也越来越大。

紫外光激发的荧光粉是一种通过紫外光激发后再释放出可见光的材料。

它们通常由荧光分子和载体两部分组成。

荧光分子是材料中的活性成分,它们在受到紫外光的激发后会发生电子跃迁,产生荧光现象。

而载体则起到支撑、保护和传递荧光能量的作用。

常见的荧光粉材料包括硫化锌、硫化镉、硫化镓等。

紫外光激发的荧光粉具有许多优点。

它们可以产生出非常明亮和清晰的荧光,对比度高,适合用于荧光标记和显示。

它们具有长时间的稳定性和持久的荧光效果,不易受环境因素的影响。

紫外光激发的荧光粉还具有较高的荧光量子产率和较短的荧光寿命,使其在生物医学成像等领域有着广泛的应用前景。

在荧光标记领域,紫外光激发的荧光粉被广泛应用于生物标记、细胞成像、蛋白质检测等方面。

通过将荧光粉与特定的生物分子结合,可以实现对生物活性分子的特异性标记和追踪,为生物医学研究提供了有力的工具。

在细胞成像方面,紫外光激发的荧光粉可以通过显微镜观察细胞内部的结构和功能活动,为细胞生物学研究提供了新的视角。

在荧光显示领域,紫外光激发的荧光粉被广泛应用于LED背光、显示屏、荧光灯等方面。

由于其高亮度、低功耗和长寿命的特点,紫外光激发的荧光粉已成为显示技术中不可或缺的元素。

LED背光和显示屏采用紫外光激发的荧光粉,可以提高显示效果,降低能耗,延长使用寿命。

紫外光激发的荧光粉在科学研究、医学诊断、工业生产等领域都发挥着重要作用。

随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,紫外光激发的荧光粉将会有更广泛的应用前景。

我们对其性能和应用领域的研究将会继续深入,不断推动其在各个领域的应用和发展。

【2000字】第二篇示例:紫外光激发的荧光粉是一种能够在接受紫外光激发后发光的材料。

荧光粉研究报告

荧光粉研究报告

荧光粉研究报告荧光粉这玩意儿,说起来还挺有趣的。

记得有一次,我在一个老旧的实验室里,看到角落里放着一堆五颜六色的粉末,当时我就好奇,这是啥呀?后来才知道,原来那就是荧光粉。

咱们先来说说啥是荧光粉。

简单来讲,荧光粉就是能在紫外线或者其他特定条件下发出各种漂亮颜色光芒的粉末。

它就像是黑夜中的小精灵,能给我们带来惊喜的视觉效果。

荧光粉的种类那可真是多了去了。

比如说,有硫化锌型荧光粉,这种荧光粉发出的光比较明亮,就像夏日里最耀眼的阳光。

还有稀土类荧光粉,像铕、铽这些元素掺杂进去,发出的光色彩纯正,鲜艳得很。

荧光粉的用途也是相当广泛。

在照明领域,那些节能的荧光灯里面可少不了它。

它能让灯光更亮更节能,晚上看书学习的时候,多亏了有它,眼睛能舒服不少。

还有在显示技术方面,像咱们熟悉的电视机、电脑显示屏,荧光粉在里面发挥着重要作用,让我们能清晰地看到各种精彩的画面。

在安全标识方面,荧光粉更是大显身手。

比如在一些消防通道、紧急出口的标识上,涂上荧光粉,哪怕是在黑暗中,也能让人一下子就找到逃生的方向。

我曾经有一次在一个商场里,突然停电了,整个商场一片漆黑,但是那些涂有荧光粉的安全标识却特别显眼,指引着大家有序地疏散,那时候我就深刻感受到了荧光粉的重要性。

再来说说荧光粉的制作过程。

这可不是一件简单的事儿,需要经过精细的化学合成和严格的工艺控制。

就像烹饪一道美味的菜肴,每一种原料的比例、加入的顺序、温度的控制,都得恰到好处,否则做出来的“菜”可就不好吃啦。

在制作荧光粉的时候,首先得挑选合适的原材料。

这些原材料就像是建筑的基石,质量好不好直接影响到最终产品的性能。

然后,要把这些原材料按照一定的比例混合在一起,放进特制的反应炉里进行反应。

这个过程就像是一场化学反应的舞会,各种分子和原子在里面欢快地跳动,最终形成我们想要的荧光粉。

但是,荧光粉也不是完美无缺的。

有些荧光粉可能存在稳定性不好的问题,用着用着颜色就变了,或者亮度不够了。

掺稀土发光材料工艺类文献综述

掺稀土发光材料工艺类文献综述

文献综述课题名称:掺杂的稀土发光材料的研究课题类型:工程设计姓名:学号:学院:专业:年级:级指导教师:2011年12月30日掺杂的稀土发光材料的研究中文摘要简述掺杂稀土发光材料的发展进程及趋势,掺杂稀土三基色发光荧光粉的发现及对其组成、技术现状、还需重大突破的问题和技术研究发展方向。对阴极射线管荧光粉的兴起和衰落作了简单描述,阐述了稀土与有机和无机化合物掺杂形成发光材料的制作工艺,分析稀土掺杂浓度与稀土发光强弱的的关系。重点介绍氟化物转换发光材料方面的研究,如用水热法合成不同掺杂浓度Er3+ 、Tm3+ 和Yb3+ 的YLiF4 材料并研究Er3+ 、Tm3+ 和Yb3+ 在材料中的光吸收,同时在980 nm 红外光激发下样品的上转换发光特性。利用正己醇或正己烷制成W/O微乳反胶团体系制备Gd2o3:Yb,Er上转换材料,在980nm 的红外光激发下,改变掺杂元素Yb和Er的比例,观察发现氧化物粉体发射出绿色和红色比例的上转换荧光,并分析其发生的原因。而后对掺杂稀土发光材料国内外研究成果进行综述,简述了它几个研究应用方向,还需突破的问题。关键词:掺杂的稀土发光材料稀土荧光粉三基色荧光粉 Er3+ Yb 3+ 转换发光材料氟化物THE RESERCH OF RARE EARTH LUMINESCENTMATERILSAbstractAn understanding of the history and development of a technology can be a tremendous aid in properly utilizing it for a given application. a brief history and overview is given for the rare earth luminescent materials tell the rare earth luminescent material research present situation,the rare earth luminescent material research progress,the rare earth luminescent material application,the rare earth luminescent material future forecasts several aspects to carry on the summary to the rare earth luminescent matenal.the rare earth luminescent material widely applies in the illumination,demonstration and examines three big domains,has formed the very big industrial production and the expense market scale,and forward emerging domain development.Key words: the rare earth luminescent material present situation apply future forecasts一、课题国内外现状自从1964年美国发明高效YVO4∶Eu和Y2O3∶Eu红色荧光粉和1968年Y2O2S∶Eu红色荧光粉[1,2],并很快应用于彩色电视显象管(CRT)中,对稀土离子发光及其发光材料基础研究和应用发展发生划时代的转折点。

荧光粉研究报告

荧光粉研究报告

荧光粉研究报告荧光粉是一种能够在黑暗中发光的物质,具有多样的应用场景,如安全标识、夜光玩具、LED照明等领域。

近年来,荧光粉的研究逐渐受到广泛关注,诸多新型荧光粉材料也被不断研发。

一、荧光粉的类型和制备方法目前,主要的荧光粉包括有机荧光材料、无机荧光材料和生物荧光材料。

其中,有机荧光材料具有低成本、易制备等优点,可以通过化学合成制备。

无机荧光材料则具有稳定性好、耐热性强等特点,可以通过磨机法、水热法、共沉淀法等方法制备。

生物荧光材料则具有高选择性、非常适合在生物医药领域应用。

二、荧光粉应用领域荧光粉的应用领域十分广泛,其中最为常见的应用场景包括安全标识、夜光玩具、LED照明等。

此外,在生物医药领域、矿业和环保等领域,荧光粉也被广泛应用。

三、最新研究成果最近,国内外多个研究机构都开展了新型荧光粉的研究。

其中,中科院化学所的研究团队发现了一种新型的无机荧光材料,即钙铈磷酸盐。

该材料表现出来的发光效应很好,可以在可见光和紫外光下发光。

这一材料在LED照明、激光的领域将具有重大的应用前景。

此外,美国加州大学的研究人员也发现了一种新型的有机荧光材料——螺环二苯并咪唑砜。

这种荧光材料可以被用于生物标记和光电器件等领域。

瑞典查尔姆斯工业大学的研究团队则发现了一种用于夜光材料的新型荧光粉。

这种荧光粉可以迅速吸收太阳光或室内光线,在黑暗中持续发光长达8小时以上。

四、专家观点荧光材料是一种非常重要的发光材料,其应用前景十分广泛。

UNESCO科学教育与文化组织的科学家Andreas Bausch指出,荧光材料在照明、显示、量子计算机等领域都有着广泛的应用。

荧光粉的研究还将促进材料的合成和材料科学的进一步发展。

香港科技大学化学系教授鲁道夫·珀茨认为,荧光粉具有广泛的应用前景,但其高成本和实用性问题仍然需要进一步研究和解决。

他建议,研究人员应该针对不同应用领域选择合适的荧光粉材料,并进一步优化其制备工艺,提高其性能和降低成本。

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荧光粉文献综述
荧光粉文献综述
杨颖任满荣
关键字:荧光粉;制备及应用;展望与前景;LED照明
1、前言
稀土荧光粉的应用解决了常规卤粉存在的发光效率低、色温大及稳定性差等问题,提高了照明光源的质量,为新型荧光灯的研究与应用提供了前提保障,同时为稀土三基色节能灯、LED、平板显示、转换发光材料及夜光涂料的研究和应用提供了保证,将照明灯行业推向新的阶段。

[1]
就当前技术而言,LED 照明的实现方式主要是采用荧光粉配合 LED 芯片的单芯片方式,这是因为多芯片型白光 LED 中各芯片的衰减速度及寿命均不一样,并且需要多套控制电路,成本高。

通过引入荧光粉,只需要 1 种芯片 (蓝光或紫外光 LED 芯片) 就可以产生白光,大大简化了白光 LED 装置,节约了成本。

所以荧光粉已经成为半导体照明技术中的关键材料之一。

由于其优异的发光性能,荧光粉的研究具有重大的理论意义和应用价值,近年来取得了飞速的发展,下面将对其进行简单介绍。

2、荧光粉的发展历史
1949 年,出现了性能优异的锑、锰激活的卤磷酸钙荧光粉,其不仅量子效率高,稳定性好,价格便宜,原料易得,且可以通过调整配方比例来获得日光、暖白和冷白色的输出,这些特点使它一直沿用了相当长时间,但其显色性较差。

20世纪 70年代初,依据人眼对颜色三种独立响应的视觉系统概念,荷兰科学家推断出了三基色原理,即采用红、绿、蓝三基色荧光粉就可以获得高显色指数和高光效的荧光灯。

1974 年,荷兰飞利浦公司研制成功稀土铝酸盐体系三基色荧光粉,解决了荧光灯发明以来几十年都未能解决的问题,打破了卤粉荧光灯的局限性,实现了荧光灯高显色性和高光效的统一。

[2]
20世纪90年代日本率先在蓝光上获得技术突破,这时人们研制了钇铝石榴(YAG)黄色荧光粉配合蓝光于1996年实现首只白色LED。

如今被人们誉为第四种照明光源——以白光为主的半导体照明光源正迎来新的发展契机。

[3]3、荧光粉的制备
3.1固相反应法(solid-state reaction)
传统高温固相反应法是一个多相参与的高温扩散反应,大致的制备过程如
下:称量一定量Al
2O
3
、Y
2
O
3
、CeO
2
按化学计量比配比称量,混合后进行球磨,一
般采用无水乙醇为介质的湿法球磨,球磨料进行烘干,烘干后压制成片,再于还原气氛中进行锻烧,锻烧后需要重新球磨,过筛分级后得到荧光粉产品。

在从低温
到高温的固相反应过程中,一般要经历YAM(Y
4A
12
O
9
)、YAP(YALO
3
)等中间相,才能
最终生成所需要的YAG相,而且需要1400℃以上的烧成温度,因此产物中晶粒粗化和颗粒团聚较为严重。

虽然高温固相反应法制备温度较高,产物晶粒较粗,在球磨过程中还可能引入杂质,产生应力等缺点,但此方法操作简单方便,易于控制,可批量进行生产, 成本也较低,仍然有很大的实际应用价值。

[4]
3.2共沉淀法(precipatation)
共沉淀法是将金属盐溶液加入到适当的沉淀剂溶液,或者沉淀剂溶液加入到金属盐溶液中,形成沉淀,再将沉淀进行热处理得到超细粉体的一种制备工艺。

根据滴定顺序的不同,可分为正滴和反滴两种方式。

正滴是将沉淀剂滴入母盐溶液中,反滴是将是母盐溶液滴入沉淀剂中。

各金属盐沉淀的PH值不同,Vrolijk[5]等的研究表明,Al3+离子开始沉淀时溶液值为 3.5,而Y3+离子开始沉淀时需大于7。

所以正滴时,随着沉淀剂的加入,Al3+离子首先形成沉淀,录PH 大于7时Y3+离子才开始发生沉淀。

由于Al3+、Y3+离子的沉淀不同时进行,所以局部区域内得到化学组成不均匀的前驱物,化学组成不均一必然导致中间相的产生,锻烧则需要较高的温度。

反滴时,由于沉淀剂PH的值超过两种离子开始沉淀时的PH值,并且沉淀剂的量大大超过金属离子的量,当Al3+、Y3+、Ce3+离子滴入沉淀剂溶液的瞬间,局部过饱和度,化学组成均一,也有利于晶核的产生。

但不论正滴还是反滴,PH值都是在不断变化的,PH值的变化必然会导致金属离子的沉淀速率不同。

另外有一种滴定的方式叫做共滴,是指将母盐溶液和沉淀剂溶液共同滴定到一定PH值的溶液中,共滴也具有保持相对恒定PH的优点。

共沉淀法具有颗粒细、团聚小,锻烧温度低,发光性能较好等优点,但操作过程较为复杂,且易受到反应物浓度、PH值、反应物滴加顺序等因素的影响。

3.3溶胶-凝胶法(sol-gel)
溶胶一凝胶法是将易于水解的金属离子溶液或金属醇盐经过水解成溶胶,再经过缩聚成凝胶,再将凝胶进行干燥、热处理之后得到所需要的无机材料的一类方法。

控制无机盐或金属醇盐的水解缩聚条件是制备高质量溶胶的关键。

金属离子或金属醇盐在不同的PH值下发生水解的程度是不同的,因此应控制一定的
PH值,通常再加入一些高分子化合物,使高分子化合物与金属离子水解产物发生
缩聚反应,形成一个网络结构。

高分子化合物是网络的骨架,金属离子作为骨架的连接。

当进行一定温度的热处理后,高分子网络骨架分解,发生一定的反应就得到无机的产物
4、应用现状
当前,白光 LED 用荧光粉正朝着高稳定性、高光效、高显指等方向发展,以满足高端照明和显示的要求。

硅基氮(氧)化物荧光粉以其独特的结构、优异的发光性能和稳定性,已成为目前白光 LED 荧光粉研发和推广应用的重点,正在推动并持续推动高端白光 LED 的纵深发展。

然而,目前广泛应用的硅基氮(氧)化物荧光粉仍然有较大的改善空间,例如: (Ca,Sr)AlSiN
3
系列红色荧光粉在经历国内外广大科技工作者的多年耕耘之后,其结构特点、光谱性能以及合成机制等方面都已基本清晰,目前产品也已实现大规模商品化并广泛应用。

未来,在持续追求白光 LED 光源高品质的大背景下,对该体系荧光粉的研究重点在其量子效率的提升和晶体生长机制的揭示等。

本课题组通过研究该体系荧光粉的步控合成机制和发光中心Eu2+离子配位理论模型,揭示了其晶粒生长取向的影响因素和发光性能的变化规律,然而突破量子效率的技术瓶颈仍有
困难,(Ca,Sr)AlSiN
3
系列红色荧光粉研发深度还需进一步挖掘。

对于
La
3Si
6
N
11
:Ce3+黄色荧光粉,由于在其主相合成反应的同时存在生成 LaSi
3
N
5

副反应,两者的吉布斯自由能差距导致纯相合成困难,严重影响了荧光粉的发光亮度及稳定性;该类荧光粉未来的研究重点在于,通过进一步细致研究反应
历程,找到有效抑制或阻止LaSi
3 N
5
杂相形成的控制手段,合成高纯的
La
3Si
6
N
11
:Ce 3+黄色荧光粉,提高荧光粉的发光效率和稳定性。

而对于β-
Sialon:Eu2+ 绿色荧光粉,未来应重点研究 Eu2+在β-Sialon 基质晶格中所处的化学环境与β-Sialon:Eu2+ 荧光粉发光性能之间的关系,揭示 Eu2+的有效溶入机制,提高制备过程中 Eu2+进入β-Sialon 晶格六边形管状通道的含量,提升β-Sialon:Eu2+荧光粉的发光性能;在研究手段上,可以考虑利用同步辐射光源或者球差电镜等先进技术深入研究β-Sialon:Eu2+荧光粉的发光特性与发光中心晶格配位环境的关系;在组成与结构上,可通过元素替代或掺杂等手段,改善稀土离子周围的晶体场环境,实现β-Sialon:Eu2+荧光粉量子效率的提高或者发光性能的裁剪设计等。

其次,探索工艺条件缓和、成本低廉、适于
工业化量产的简易的制备技术、装备和路线也是氮(氧)化物荧光粉研制继续努力的方向。

另外,更多具有更优异性能的新型硅基氮(氧)化物荧光粉也亟待开发,因此,需要业界的共同努力。

5、结束语
要实现 LED 照明的普及,荧光粉的研究开发是重中之重。

芯片和荧光粉的匹配性是影响产品电学、光学性能及器件稳定性的重要因素。

对于荧光粉材料的选取,要从其激发光谱、发射光谱、光致转换效率、粒径分布、光衰减性等各方面综合考虑,还要考虑产品的特性要求,找到适合的材料与用量,提高白光 LED 产品各方面性能[7]。

此外,结合我国稀土占世界产量 90% 的有利国情,我国应在原有基础上继续加强稀土类发光材料的研究,以科学发展观激励科技创新机制,促进产品标准化、国际化,采用先进的稀土发光材料、电子材料和电光源产品测试技术,发展卓越的生产技术工艺和科学的经济技术管理,使产品实现从量变到质变的跃迁。

参考文献
[1]高银留,张优灵,尹荔松. 稀土荧光粉制备方法的研究进展[J]. 材料导
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