荧光粉文献综述

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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。

荧光粉研究报告

荧光粉研究报告
2. 蓝色LED芯片+绿色或红色荧光粉,通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出 的绿光和红光复合得到白光。(显色性较好,但是,这种方法所用荧光 粉有效转换效率较低,尤其是红色荧光粉的效率需要较大幅度的提高。)
3. 紫光或紫外光LED芯片上+三基色或多种颜色的荧光粉,利用该芯片发 射的长波紫外光或紫光来激发荧光粉而实现白光发射。(该方法显色性 更好,但转化率低且目前转换效率较高的红色和绿色荧光粉多为硫化物 体系,这类荧光粉发光稳定性差、光衰较大)
TMR-500650254530
oxynitride 4.6g/cm3
D50(V)-10µm X=0.660/y=0.338
red
650nm 254-530nm
绿色荧光粉
绿色荧光粉既是组成白光LED三基色的一个重要组分,同时也可以直接与 LED封装制得绿光LED.目前制作高亮绿色LED的重要方式就是这种方式。目 前LED用绿色荧光粉主要有:MN2S2:Eu(M=Ba,Sr,Ca;N=Al,Ca,In)、 Ca8Mg(SiO4)4Cl:Eu,R、BaMgAl10O17:Eu,Mn等。其中MN2S2:Eu·的发光效率最 高,发光的波长也可以通过调整其中碱土金属离子比例在507-558nm之间变 化,但是含硫元素的缺点较大的限制了其发展。近来有文献报道硅基氮氧 化物的绿色荧光粉,如β—SiAlON:Eu、SrSi2O2N2:Eu等,它们同样可以 被紫外、紫光或蓝光LED有效激发,且无硫的污染,显示出极大的发展潜力。 两款LED用绿色荧光粉参数见表6。
Phosphor type materials Material Density Particle size CIE(1931) Emission color Emission peak Excitation range

荧光粉文献综述资料

荧光粉文献综述资料

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。

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。

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技术是一种无污染、低能耗的新型照明技术,具有使用寿命长、光效高等优点,被广泛应用于照明和显示领域。

然而,LED光源发光波长往往只覆盖蓝色、绿色和紫色等颜色,缺乏红色发光,这限制了LED在照明领域中的应用。

为了解决这一问题,目前研究人员采用了添加红色荧光材料的方法来扩展LED发光波长范围,以实现白光LED的制备。

本文将对基于LED用红色荧光粉研究进展进行综述。

一、红色荧光材料的研究进展红色荧光材料的研究是LED制备中的一个重要领域,目前主要研究方向有以下几个方面。

1. 钙钛矿荧光材料钙钛矿是一种具有优异的光电学性能的材料,具有很高的荧光效率和发光亮度,成为研究红色荧光材料的主流选择。

钙钛矿红色荧光材料的优点在于,光电转换效率高,发光光谱窄,且不易退色。

2. 磷光材料磷光材料是目前LED照明领域中广泛使用的一种添加剂。

研究人员通过掺杂适当的稀土元素,用磷光材料制备红色发光的LED,可以实现高效的光电转换,且光谱波长可调节。

有机发光材料的特点在于制备简单、发光亮度高、发光光谱范围广,可以适应不同的LED发光波长。

目前,研究人员往往利用有机分子的共轭结构设计合成不同的荧光材料,以实现高效、稳定的红色荧光发光。

1. 衬底上生长红色荧光材料该方法是将红色荧光材料生长在LED衬底上,可以获得高品质的红色荧光LED。

但是,生长红色荧光材料的条件往往比较苛刻,制备工艺复杂,成本较高。

2. 显色剂法该方法是利用红色荧光的显色剂覆盖在LED芯片上,使其发光范围从蓝色、绿色扩展到红色。

显色剂法的制备过程简单,但是存在光衰问题,使其发光效率降低。

3. 粉末混合法该方法是将LED芯片和红色荧光粉混合后封装成组件,形成红色荧光LED。

这种制备方法成本低,易于实现工业化生产。

三、红色荧光LED应用红色荧光LED广泛应用于室内和室外照明中,如LED橱柜灯、普通照明、LED路灯等。

此外,红色荧光LED还应用于汽车制造、显示屏、仪器检测等领域。

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。

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

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。

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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
3N
5
的副反应,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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[2]王广发. 稀土掺杂三基色荧光粉的制备及其发光性能研究[D].浙江理工大学,2016.
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