白光LED用硅酸盐荧光粉的
白光LED用宽激发带的稀土硅酸盐基质荧光粉材料
ｄ－ｂａｎｄ ｅｄｇｅ ／ｃｍ‘１
Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ／ｎｍ
６
１．１３
１８ １１８
５５２
８
１．２６
２ｌ ０８０
４７４
１０
１．３９
２３ ４６０
４２６
１２
１．５２
２６ ５２０
３７７
２．３ Ｓ哪ｊｒ２§ｉ０４（Ｍ＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ）激发与发射光谱
稀土正硅酸盐基质ＳｒｘＭ２。Ｓｉ０４（Ｍ＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ， ｘ＝０－２）的荧光材料表现为宽激发带特征（如图２所示）。 本质上是基质品格吸收及Ｅｕ２＋的４ｆ７－－＊４ｆ６５ｄ１跃迁特征 激发谱带。
ｊ 皂 蚤
’罚
８ 量
Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ／ｎｍ
图４ Ｓｒ，Ｍ９２。Ｓｉ０４：Ｅｕｏ ０４体系荧光粉的发射光谱 Ｆｉｇ．４ Ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｓｒ，Ｍ９２．，Ｓｉ０４：Ｅｕｏ ０４ ｐｈｏｓｐｈｏｒ
同时也形成ＴＥｕ２＋的亚稳激发态。在此类基质的晶格 中形成了电子一空穴对，即所谓的激子，激子可将其携 带的能量通过电子一空穴复合发光将能量释放出来。如 果激子处在杂质中心附近时，系统能量进一步降低， 那么激子可以被束缚在杂质或缺陷中心，形成较低能 量的稳定状态即杂质束缚激子，从而产生位于长波段 的发射光。
两种硅酸盐系白光LED用荧光粉的制备与性能的开题报告
两种硅酸盐系白光LED用荧光粉的制备与性能的开题报告摘要：白光LED技术的快速发展对天然资源的保护和环境的改善做出了巨大的贡献。
其中，荧光粉是白光LED中的核心材料之一，其性能直接影响到白光LED的性能和应用范围。
本文介绍了两种硅酸盐系荧光粉的制备方法，并对比了它们的性能差异，探讨了如何优化荧光粉的性能以更好地应用于白光LED技术中。
关键词：白光LED；荧光粉；硅酸盐；性能优化1. 研究背景白光LED是一种新型的固态光源，比传统的白炽灯和荧光灯具有更高的效率、更长的使用寿命和更低的能源消耗。
现如今，白光LED已广泛应用于室内照明、汽车灯具、电子显示等领域，已成为照明行业的重要组成部分。
白光LED的主要成分是荧光粉，而硅酸盐系荧光粉是最常用的材料之一。
目前，研究人员通过不断地改进和优化荧光粉的制备方法和性能，已经大大提高了白光LED的亮度和颜色饱和度。
2. 研究目的本文旨在研究两种硅酸盐系荧光粉的制备方法和性能，并探讨如何优化荧光粉的性能，以更好地应用于白光LED技术中。
3. 研究方法本文采用溶胶-凝胶法和共沉淀法两种方法制备硅酸盐系荧光粉，分别控制制备条件并对比它们的性能差异。
其中，对荧光粉的发光性能、结晶度、颜色坐标等进行了测试和分析。
4. 研究进展和结果通过实验结果表明，采用共沉淀法制备的硅酸盐系荧光粉，其颜色饱和度比溶胶-凝胶法制备的高，亮度也更高。
此外，共沉淀法制备的硅酸盐系荧光粉的晶体结构更完整，颗粒尺寸更均匀。
因此，共沉淀法制备的硅酸盐系荧光粉在白光LED的应用中更具优势。
5. 研究意义和展望研究结果可为白光LED的荧光粉制备和性能优化提供参考，为促进白光LED技术的发展做出贡献。
未来，还可通过改进荧光粉的制备、结构和性能，进一步提高白光LED的亮度和颜色饱和度，以满足更广泛的应用需求。
光LED用硅酸盐荧光粉的合成与发光性能研究
白光LED用硅酸盐荧光粉的合成与发光性能研究刘伟汉王静（中山大学化学与化学工程学院，光电材料与技术国家重点实验室，广东广州，510275）摘要：本文采用传统的高温固相法合成白光LED用Sr3SiO5:Eu2+荧光粉，利用X-射线粉末衍射和荧光光谱进行表征，优化荧光粉的合成条件。
实验结果表明，当灼烧温度为1550℃，所合成的为Sr3SiO5纯相；Eu2+掺杂浓度为0.03，发光强度最高。
荧光粉发射光谱主峰位于575nm左右，激发光谱峰值分别位于275nm，370nm，且在近紫外区（~400nm）到蓝光区（~460nm）吸收效率较高。
关键词：白光LED；Eu2+；Sr3SiO5；发光材料1 前言在当前全球能源短缺的背景下，节约能源是我们面临的重要问题。
在照明领域，LED作为一种新型的绿色环保型固体照明光源，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。
白光LED与目前广泛应用的传统照明光源和显示设备相比较，具有以下优点[1]：(1) 发光效率高，(2)光色纯，光线质量高，(3) 能耗小，(4) 寿命长，(5) 无污染，(6) 应用灵活，(7) 控制灵活，响应快等。
基于LED的种种优点，未来白光LED的应用市场将非常广泛，从计算机液晶屏背光灯光源、汽车前灯等车载设备，到室外照明、办公室及家庭照明设备，白光LED照明作为最有发展潜力的新型光源受到了广泛关注，并取得了飞速的发展。
不过未来最大的市场，还是取代白炽钨丝灯泡及荧光灯的照明替换市场。
白光LED可以用以下三种方法得到：（1）通过红、绿、蓝三种LED得到白光；（2）通过蓝光LED和黄色荧光粉得到白光；（3）通过紫光LED和RGB荧光粉得到白光。
荧光粉转换法是实现白光LED的普遍方法，研究白光LED用荧光粉的关键在于：荧光粉在蓝光（~460nm）或近紫外光（~400nm）区域可被有效激发且发光效率高。
本文的研究目的就在于寻找适合在此波段被有效激发的高亮度荧光粉。
《2024年白光LED用红色荧光粉的制备及发光性能研究》范文
《白光LED用红色荧光粉的制备及发光性能研究》篇一一、引言随着LED技术的不断发展和普及，白光LED已成为照明领域的重要应用之一。
在白光LED中，红色荧光粉扮演着重要的角色，对LED的发光颜色、亮度和显色性能有着重要的影响。
因此，研究制备高质量的红色荧光粉，对于提高白光LED的性能具有重要意义。
本文旨在研究白光LED用红色荧光粉的制备方法及其发光性能，为相关研究和应用提供参考。
二、红色荧光粉的制备1. 材料准备制备红色荧光粉所需的主要材料包括稀土氧化物、硅酸盐等。
其中，稀土氧化物提供了红色荧光粉的发光元素，而硅酸盐则作为基质材料，起到稳定荧光粉结构的作用。
2. 制备方法本研究采用高温固相法制备红色荧光粉。
具体步骤如下：首先，将稀土氧化物与硅酸盐按照一定比例混合均匀；然后，将混合物在高温下进行煅烧，使原料充分反应并形成稳定的晶体结构；最后，经过粉碎、筛选等工艺，得到红色荧光粉。
三、发光性能研究1. 发光性能指标本研究主要关注红色荧光粉的发光性能指标，包括发光亮度、色坐标、色纯度等。
这些指标反映了荧光粉的发光效果和显色性能，对于评价红色荧光粉的质量具有重要意义。
2. 实验方法为了研究红色荧光粉的发光性能，我们采用光谱分析仪、色度计等实验设备进行测试和分析。
具体步骤如下：首先，将制备好的红色荧光粉与LED芯片进行封装，形成白光LED器件；然后，通过光谱分析仪测试LED器件的发光光谱，得到荧光粉的发光性能参数；最后，利用色度计测试LED器件的色坐标和色纯度等指标。
四、结果与讨论1. 制备结果通过高温固相法制备得到的红色荧光粉具有较好的结晶度和稳定性。
通过SEM和TEM等手段观察，发现荧光粉颗粒均匀、致密，具有良好的分散性和稳定性。
2. 发光性能分析实验结果表明，制备得到的红色荧光粉具有较高的发光亮度和良好的显色性能。
在白光LED中应用时，能够有效地提高LED的亮度和显色性能。
此外，我们还发现，通过调整稀土氧化物的种类和含量，可以进一步优化红色荧光粉的发光性能。
一种可用于白光LED的硅酸盐红光荧光粉发光特性的研究
度最低 。 这和 B aO 熔点较低 ( 1918 ℃) , 合成了较 多产物有关 。 此外 , 可能也和 Ba 的性质比 M g更接 近 Eu 有关 , Eu在 BaSiO3 基质中比在 M gSiO3 基质 中更容易取代阳离子形成杂质结晶 。
2. 2 不同灼烧温度下所得样品的光谱特性
。 这说明在这些样品中 Eu 主要是
3+
处于没有严格反演对称中心的格位 。 可以看出 , 在 这个系列的荧光粉中 , 4 种样品的激发光谱和发射
易参与共同结晶 。M gSiO3 ( No. 72 2 1507 ) 属于斜方 晶系 ( orthorhombic ) , Pbca ( 61 ) 空间群 , 晶格常数
Eu 和 L iEuW 2 O8 以 及 氮 化 物 如 CaSiN2 : Ce Sr2 Si5 N8 : Eu
2 + [ 10 ] 3+ [9]
,
, CaA lSiN3 : Eu
2 + [ 11 ]
等。 但硫化物
收稿日期 : 2008 - 06 - 18; 修订日期 : 2008 - 08 - 20 基金项目 : 浙江省科技厅资助项目 ( 2005C11077, 2006C11003 2 2, 2008C21172) 作者简介 : 金尚忠 ( 1963 - ) , 男 , 博士 , 教授 ; 研究方向 : LED 及发光 3 通讯联系人 ( E - mail: jinsz@ cjlu. edu. cn)
关键词 : 白光 LED; 红光荧光粉 ; 发光特性 ; 能级跃迁 ; 稀土 中图分类号 : O61 文献标识码 : A 文章编号 : 1000 - 4343 ( 2009 ) 03 - 0344 - 05
白光 LED用碱土金属硅酸盐荧光粉的光谱性质
中国计量学院现代计量测试技术及仪器浙江省重点实验室、杭州大明荧光材料有限公司) 摘要采用固相法合成了A: (SrBa)3SiO5∶0. 024Ce3 +, 0. 024Li+; B: Sr2. 73M0. 2SiO5∶0. 07Eu2 +(M = Ba,Mg,Ca) ; C: (SrBa)3SiO5∶xEu2 +三个系列的硅酸盐荧光粉。
测量了它们的激发光谱和发射光谱。
Ce3 +激活的硅酸盐荧光粉 (A系列 )有351, 418 nm两个激发峰, 418 nm这个峰较强。
1 引言白光LED由于具有传统光源所不具备的多种优点,如长寿命、节电、可调光控制、耐振动、低电压驱动,以及不会造成环境污染等,因此现在用途越来越广。
目前最成熟的白光LED是用蓝光LED激发黄光荧光粉发光,混合产生白光;此外还可用紫光或近紫外LED去激发红、绿、蓝三种荧光粉产生白光。
适合于蓝光激发的YAG荧光粉是比较成熟的一种荧光粉,第一款商用白光LED 就是日本日亚公司用蓝光芯片和YAG封装得到。
不过显色指数不高,严格的来说是不符合照明标准的。
近年来,也有很多关于氮化物荧光粉的报道,这类荧光粉合成条件较为苛刻,需要在高温高压下才能合成。
此外,人们又研究出了较为容易合成的硅酸盐系列的荧光粉。
不过目前相关的报道并不是很多,还可以做进一步的研究。
Ho Seong Jang等报道了一种Sr3SiO5∶Ce3 +, Li+黄色荧光粉。
用405 nm 或者460 nm的LED芯片激发这种荧光粉可以得到白光LED。
用它和蓝光芯片封装得到的白光LED效率为31. 7 lm /W, Ra = 81, Tc = 6 857 K,色坐标为( x, y) = (0. 308 6, 0. 316 7)。
本文在此基础上用少量的 Ba来取代 Sr3SiO5中的Sr,发现随着 Ba掺杂含量的增加发射峰值红移,由541. 12nm 红移到553. 75 nm。
此外, Joung KyuPark等[14 ]报道了在Sr3SiO5∶Eu中用 Ba部分取代 Sr可以使发射光谱红移。
白光LED用硅酸盐荧光粉的研究进展
白光LED 用硅酸盐荧光粉的研究进展[摘要]综述了近几年来半导体白色发光二极管(WLED用硅酸盐荧光粉的研究进展。
重点介绍了蓝光芯片激发和近紫外光芯片激发用的黄粉、三基色荧光粉以及单基质白色荧光粉的研究概况, 对性能较好的荧光粉做了重点推介, 同时指出了目前该领域中硅酸盐荧光粉所存在的问题并对其发展趋势做了展望。
[关键词]白光LED ；硅酸盐荧光粉；综述白光LED （White Light Emitting Diode，WLED ）作为一种新型的绿色环保型固体照明光源，被誉为21世纪最有价值的新光源，在诸多领域有着广阔的应用前景[1,2]。
目前国际上通常采用波长为350～470 nm的GaInN 基发光二极管作为激发光源，因此要求荧光粉的激发光谱也在此范围之内。
同时优质荧光粉还应该满足以下特点：发射峰集中在某些合适的波长范围内，有好的热稳定性，高量子效率和激发光吸收率，粉末颗粒细小均匀。
然而，迄今为止，能满足具有宽激发带（特别是蓝光激发这一条件）的发光材料种类很少，除Y3Al5O12:Ce3 (YAG:Ce[3,4]，很少有在450～480 nm 蓝光激发下有较高发光效率材料的报道。
因而，WLED 用发光材料的研究与新体系探索已成为发光材料研究领域前沿课题。
传统硫化物基质发光体在空气中容易被气化、化学稳定性差、亮度低，在应用中受到很大限制，已逐步被淘汰；铝酸盐体系发光材料具有抗湿性差，发光颜色单一等缺点，需要在颗粒表面进行物理化学修饰，以提高其稳定性；硅酸盐为基质的发光材料具有良好的化学稳定性和热稳定性，使得其应用范围大大拓展，加之灼烧温度比铝酸盐体系低100 ℃以上，因而，近年来硅酸盐类发光材料成为研究的热点[5,6]。
1 白光LED 用硅酸盐荧光粉的研究现状1.1 被蓝色InGaN 管芯激发的硅酸盐荧光粉YAG:Ce 是一种性能非常好的光转换材料，但是存在合成温度高、发光强度和显色性不好等缺点。
浅谈硅酸盐红色荧光粉在白光LED产品的应用发展
浅谈硅酸盐红色荧光粉在白光LED产品的应用发展摘要：目前的主流白光LED产品显色指数偏低、色温较高，限制了其在室内照明等领域的发展，而红色荧光粉对白光LED显色指数的提高及色温的改善有着极其显著的作用。
综述了硅酸盐红色荧光粉的发展现状。
硅酸盐基质红色荧光粉因其化学稳定性和热稳定性好、激发范围宽、发射峰强等优点在LED用红色荧光粉中占有重要的地位。
关键词：白光LED硅酸盐红色荧光粉研究现状白光LED作为一种新型的绿色环保固体照明光源，被誉为21世纪最有价值的新光源，在诸多领域有着广阔的应用前景。
根据发光学原理，实现白光LED 主要有以下3种途径：一是蓝光芯片和可被蓝光有效激发的黄色荧光粉组合成白光LED。
目前是实现白光LED的一种主流技术方案，但是缺乏红光成分；二是用紫外芯片和能被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色光的荧光粉组合成白光LED；三是将红、绿、蓝三基LED芯片组装实现白光。
但是能够被近紫外光和蓝光有效激发的荧光粉较缺乏，尤其是高效红色荧光粉的匮乏，导致白光LED 的显色指数偏低，色温偏高，影响了LED的普及应用。
一、被Eu3＋离子激发的硅酸盐红色荧光粉林惠等利用H3BO3作为助熔剂、尿素为燃料，采用燃烧法成功制备了发光性能良好的Sr2SiO4∶Eu3＋红色荧光粉。
实验结果表明：Sr2SiO4∶Eu3＋荧光粉的衍射峰发生了偏移，晶格常数减小，Eu3＋的加入使得晶格发生了收缩；同时发现H3BO3的加入有利于α－Sr2SiO4纯相的形成和（211）晶面的生长，选择H3BO3（1％，2％，3％，5％（质量分数））作助熔剂，有效地提高了Sr2SiO4∶Eu3＋荧光粉的发光强度；H3BO3用量从1％增加到3％时，位于5D1→7F3跃迁的587nm的发射峰和5D0→7F2跃迁的622nm的发射峰逐渐增强。
翟永清等以金属硝酸盐为原料、正硅酸乙酯为硅源，采用凝胶－燃烧法合成了新型红色荧光粉Li2SrSiO4∶Eu3＋。
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专 业：应用化学 报 告 人：刘伟汉 指导老师：王静 副教授
主要内容
一、背景
1、LED简介 2、选题意义 3、研究现状
二、实验思路 三、结果与讨论
1、烧结温度对荧光粉相纯度的影响 2、荧光粉中Eu2+的浓度猝灭特性 3、共掺杂离子对荧光粉发光性能的影响
PDF#26-0984 Sr SiO
3
5
10
20
30
40
50
60
70
80
2(Degree)
图Ⅱ Eu2+浓度梯度系列样品的XRD图
结果与讨论
Intensity (a.u.)
75000000
70000000
275
65000000
60000000
55000000
50000000
45000000
40000000
350
400
450
500
550
Wavelength (nm)
特点：
(1) x=0.005~0.03，光 谱强度逐渐增大； x=0.03~0.3，光谱 强度逐渐减弱
(2) 紫外（~400nm）到 蓝光（~460nm）区 域出现了肩峰，吸 收效率高。
图Ⅲ Eu2+浓度梯度系列样品在570nm光监测下的激发光谱
四、实验结论
背景
1、白光LED的简介 • 发光二极管LED，是一种半导体电致发光器件。 • 白光LED与传统的照明光源（如白炽灯、荧光灯）相
比，具有光效高、能耗低、寿命长、污染小等特点。 在当前全球能源短缺的背景下，节约能源是我们面临 的重要问题。因此，白光LED必将成为21世纪照明市 场的主流。
结果与讨论
o
o
o
ooo o
o
o
o
xo o xo
o
ox
ox x
o
x
x
TY03(t=1550℃)
o Sr SiO
3
5
x Sr SiO
2
4
TY02(t=1450℃)
TY01(t=1400℃)
PDF#26-0984 Sr SiO
3
5
Intensity (a.u.)
10
20
30
40
50
60
70
80
2(Degree)
图Ⅰ 三个温度下所烧结样品的XRD图
结果与讨论
2、荧光粉中Eu2+的浓度猝灭特性
按照通式为Sr3-xSiO5:xEu2+配制Eu2+浓度梯度 (x=0.005~0.3)系列样品，并在灼烧温度为1550℃ 的条件下合成以下产品：
原料编号
原料配比
TY04 TY05 TY06 TY07 TY08 TY09
本人在他的研究基础上进行了一系列创新性的实验，对 S度r3，Si并O5且:E通u2+过体共系掺进其行他系的统稀的土研离究子，，寻得找到了了Eu发2+光的性临能界更猝好灭，浓 以及余辉时间较长的两类稀土发光材料。
实验内容
本实验采用传统的高温固相法合成白光LED用 Sr3SiO5:Eu2+ 和Sr3SiO5:Eu2+ :M3+(M=Dy、Nb、Yb、 Sm、Tm、Er等)黄色荧光粉，利用X-射线粉末衍射 （XRD）和荧光光谱（FL）进行表征，优化荧光粉 的合成条件。通过测定样品的激发光谱、发射光谱 等，寻找Sr2+与Eu2+的最佳配比，使其在近紫外区 （~400nm）到蓝光区（~460nm）有较高的吸收效 率，同时能够达到较高的发光亮度。再选择其他的 稀土离子进行共掺杂，找出发光性能更好，以及余 辉时间更长的两类荧光粉。
35000000
30000000
25000000
20000000
15000000
10000000
5000000
0
250
300
370
Sr Eu SiO
3-x x
5
TY04,x=0.005
TY05,x=0.015
TY06,x=0.03
TY07,x=0.05
TY08,X=0.10
TY09,X=0.30
=570nm em
结果与讨论
Intensity (a.u.)
800000 600000 400000 200000
575 564
Sr Eu SiO
3-x x
5
TY04,x=0.005
Sr2.995Eu0.005SiO5 Sr2.985Eu0.015SiO5 Sr2.97Eu0.03SiO5 Sr2.95Eu0.05SiO5 Sr2.9Eu0.1SiO5 Sr2.7Eu0.3SiO5
结果与讨论
Intensity (a.u.)
TY09 TY08 TY07 TY06 TY05 TY04
实验思路
寻
寻
找
找
共
最 佳 的 烧 结 温 度
Eu2+
掺 杂
的
其
临
他
界
稀
猝
土
灭
离
浓
子
度
在发光性能较好的共 掺杂体系中调节两种 稀土离子的比例，找 到最亮的产品。
在余辉时间较长的共 掺杂体系中调节两种 稀土离子的比例，找 到余辉最长的产品。
结果与讨论
1、烧结温度对荧光粉相纯度的影响
温度是高温固相合成法中的关键要素之一。 它取决于组分的熔点，扩散速度和结晶能力等。 因此，在实验中必须严格控制好烧结温度，通过 多次实验比较确定最佳烧结温度。本实验分别在 1400℃(TY01)、1450℃ (TY02) 、1550℃ (TY03) 的温度下烧结化学式为Sr2.94Eu0.03Dy0.03SiO5 的荧 光粉，通过测试样品的XRD进行物相分析，从而 确定最佳的烧结温度。
背景
3、研究现状
最近几年，对白光LED用荧光粉的研究，主要是集中在硼 酸盐体系、磷酸盐体系、硅酸盐体系、铝酸盐体系、氮氧化 物体系等的稀土发光材料研究。
以硅酸盐为基质的发光材料具有良好的化学稳定性和热稳 定性，而且高纯二氧化硅原料价廉、易得 ,烧结温度比铝酸盐 体系低等特点，使其越来越受重视。在国内外有许多报导硅 酸盐体系的文章，而硅酸锶掺+2价铕离子的报导并不多， P还ar没k 有K.做J.对深S入r2S的iO研4:究Eu。2+进行了大量的工作，但对Sr3SiO5:Eu2+
• 白光LED可以用以下三种方法得到： （1）通过红、绿、蓝三种LED得到白光 ； （2）通过蓝光LED和黄色荧光粉得到白光 ； （3）通过紫光LED和RGB荧光粉得到白光。
背景
2、选题意义
目前着重在于荧光粉转换的LED研究， 也就是研发可被460 nm蓝光二极管有效激 发的红、黄、绿等发光材料和被400 nm近 紫外光二极管有效激发的红、绿、蓝、橙 黄等发光材料。我的研究课题就是找到能 匹配这两种二极管的荧光粉，使其在蓝光 (~460nm)或近紫外光(~400nm)区域可被有 效激发，并且具有较高的发光效率和化学 稳定性。