NaYSiO_(4)∶Ce^(3+)蓝色荧光粉的发光性质及其在白光发光二极管上的应用

采用高温固相法合成了NaYSiO_(4)∶xCe^(3+)(0.01≤x≤0.05)系列蓝色荧光粉。NaYSiO_(4)∶xCe^(3+)荧光粉在250~360 nm之间的宽带吸收能与紫外LED芯片很好地匹配。NaYSiO_(4)∶xCe^(3+)荧光粉中存在多个Ce^(3+)离子荧光中心,且在紫外光激发下表现出峰值波长位于414 nm附近的宽带蓝光发射。NaYSiO_(4)∶0.02Ce^(3+)荧光粉在300~350 nm紫外光激发下量子效率在25%以上。NaYSiO_(4)∶0.02Ce^(3+)荧光粉表现出优良的化学稳定性,在水中浸泡14 d后荧光强度和量子效率几乎不变。将NaYSiO_(4)∶0.02Ce^(3+)蓝色荧光粉、商用(Sr,Ba)_2SiO_(4)∶Eu^(2+)绿色荧光粉和商用(Ca,Sr)AlSiN_(3)∶Eu^(2+)红色荧光粉涂覆于310 nm紫外LED芯片上制备得到了显色指数高达95的LED器件。当驱动电流从50 mA逐渐增大到300 mA时,制备的LED器件表现出稳定的暖白光发射,其色坐标几乎不变。上述结果说明,本研究报道的NaYSiO_(4)∶0.02Ce^(3+)蓝色荧光粉在紫外LED芯片驱动的白光发光二极管照明上有着潜在应用价值。

高热稳定性近红外荧光粉BaY_(2)Al_(2)Ga_(2)SiO_(12):Cr^(3+)的合成及发光性质

近年来,近红外荧光粉转换发光二极管(NIR pc-LED)在夜视、生物成像和无损检测等领域引起了广泛关注。然而,获得兼具高量子效率和优异热稳定性的近红外荧光粉仍然是一个巨大挑战。本文利用高温固相法合成了一种新型近红外荧光粉BaY_(2)Al_(2)Ga_(2)SiO_(12):Cr^(3+)(BYAGSO:Cr^(3+)),并系统研究了材料的结构和发光性质。在440 nm蓝光激发下,BYAGSO:Cr^(3+)荧光粉的发射光谱在650~850 nm范围内呈现锐线和宽带的混合发射,源于Cr^(3+):^(2)E→^(4)A_(2)自旋禁戒跃迁和^(4)T_(2)→^(4)A_(2)自旋允许跃迁发射。该近红外发光表现出可观的量子效率和良好的热稳定性,最优化样品的外量子效率可达30.3%,在200℃时样品的发光强度可保持其在室温时强度的99%。通过将BYAGSO:Cr^(3+)荧光粉与450 nm蓝光LED芯片结合,我们封装了一个NIR pc‐LED器件。该器件在300m A驱动电流下,输出功率为70.83 mW;在20m A驱动电流下,光电转换效率为11.20%。研究结果表明,BY-AGSO:Cr^(3+)在NIR pc-LED领域具有良好的应用前景。

TiO_2微粒对远程荧光粉膜及白光发光二极管器件光色性能的影响

利用热压法将TiO_2微粒掺入至YAG:Ce荧光粉和硅树脂中制备出远程荧光粉膜并封装成白光发光二极管(LED)器件,通过荧光粉相对亮度仪、双积分球测试系统和可见光光谱分析系统对样品的光色性能及机理进行了研究.结果表明:TiO_2的散射效应能够显著提高蓝光的利用率和黄光的透射强度,白光LED器件的光通量在TiO_2浓度为0.966 g/cm^3时达到最高值415.28 lm(@300 mA,9.3 V),提高了8.15%,相关色温从冷白6900 K逐渐变化至暖白3832 K.TiO_2的掺入不仅提高了远程荧光粉膜的发射强度和白光LED器件的光通量,同时能调控其相关色温.

在发光二极管背光源上极具应用前景的Beta-sialon(Si_(6-z)Al_zO_zN_(8-z))∶Eu^(2+)窄带绿色荧光粉（英文）

基于氮化镓的白光发光二极管(LED)是目前一项崭新的背光源技术,广泛应用于宽色域、高光效的液晶显示屏。在此项技术中,作为关键材料的荧光粉决定着背光单元的色域范围、发光效率和可靠性,因而要求它应具合适的发射波长和窄带发射。β-sialon∶Eu^(2+)(sialon:silicon aluminum oxynitride(赛龙))就是一款非常适合背光应用的绿色荧光粉,这得益于其位于525~545 nm发射峰和只有55 nm狭窄的峰宽。此文回顾和综述了β-sialon∶Eu^(2+)的合成方法、光谱特性、电子结构、晶体结构、可靠性和它的具体应用。计算模拟和实验测试结果表明,Eu^(2+)位于沿c轴方向的大孔道之中,并与6个最紧邻的(O,N)原子等距离配位。因而,Eu^(2+)的狭窄发射峰源自于Eu^(2+)局域结构的高度对称性。β-sialon∶Eu^(2+)的发射波长和带宽都能通过组成裁剪,即z值,进行调控;低z值组成能够实现更短波长发射和更窄带宽。与传统的基于钇铝石榴石(YAG)荧光粉的背光源相比,β-sialon∶Eu^(2+)再搭配红色荧光粉制备的背光源具有更宽的色域,色域范围可提高15%以上。其优异的发光性能和高可靠性使得β-sialon∶Eu^(2+)成为应用于先进显示屏的极其重要的绿色发光材料。

宽带近红外荧光材料InBO_(3)∶Cr^(3+)的发光性能及应用研究

近红外光谱技术在无损检测、生物成像和夜视等领域有着广阔的应用,开发一种小型化、快速响应的宽带近红外光源是其大规模应用的前提。基于近红外荧光粉的转换型发光二极管(NIR pc-LED)由于具有紧凑高效、成本低、寿命长等特点而备受关注。目前,开发高效稳定的宽带近红外发射材料成为该技术的关键。采用高温固相法合成了三方晶系的InBO_(3)∶Cr^(3+)荧光粉,在450nm蓝光的激发下,其实现了700~1100nm的宽带近红外发射。随着Cr^(3+)浓度的增加,荧光粉的发射带出现红移。得到的最佳掺杂浓度为2%Cr^(3+)(摩尔分数),其光学带隙为2.35eV,活化能ΔE为0.53eV。将荧光粉与蓝光芯片结合,构筑了具有宽带发射的NIR pc-LED器件。以该LED作为近红外光源,证实了其在生物医学成像和食品检测等领域的潜在应用前景。

助熔剂H_3BO_3对白光发光二极管用Li_2BaSiO_4:Eu^(2+)蓝绿色荧光粉材料性能的影响

采用燃烧法在700℃下成功合成了用做白光发光二极管(WLED)的Li2BaSiO4∶Eu2+蓝绿色荧光粉,研究了不同摩尔分数的H3BO3对Li2BaSiO4∶Eu2+荧光粉材料晶体结构、颗粒粒径大小、激发光谱和发射光谱性能的影响.结果表明:随着硼酸量的增加,激发和发射光谱有着显著的提高,H3BO3的最佳摩尔分数为0.06.过量硼酸的加入,基质会有新的物相产生.可见适量的H3BO3对白光发光二极管用Li2BaSiO4∶Eu2+蓝绿色荧光粉材料的光学性质有很重要的影响.

Eu^(2+)掺杂MgY_(2)Al_(3)Si_(2)O_(11)N青光荧光粉的制备和发光性能

采用高温固相法合成了一系列Eu^(2+)掺杂的MgY_(2)Al_(3)Si_(2)O_(11)N(MYASON)青光荧光粉。详细探讨了不同制备方法对荧光粉的物相结构和发光强度的影响,利用X射线衍射精修和X射线光电子能谱实验证明Si^(4+)-N^(3-)离子对成功掺入石榴石晶格中。通过荧光光谱、寿命衰减曲线和变温光谱研究了发光性能,研究结果表明,用365 nm紫外光激发MYASON∶Eu^(2+)荧光粉时,在青光区域呈现不对称宽带发射,峰值为490 nm,可以为紫外芯片激发的白光发光二极管有效提供青光成分。

全光谱白光发光二极管用Eu^(3+)掺杂Ca_(2)KZn_(2)(VO_(4))_(3)黄色荧光粉的制备及光学性能

基于蓝光芯片激发黄色荧光粉或近紫外芯片激发三基色荧光粉构建的白光发光二极管(WLED)在青光区域呈现明显的凹口,导致白光的色彩性能不够理想。为了弥补这一缺陷,实现全光谱白光,我们设计了Eu^(3+)掺杂Ca_(2)KZn_(2)(VO_(4))_(3)黄色荧光粉,其发射波长范围为400~750 nm。在387 nm激发下,在所制荧光粉中可同时获得来自VO_(4)^(3-)基团和Eu^(3+)的发射光。Eu^(3+)在Ca_(2)KZn_(2)(VO_(4))_(3)基质中的最佳掺杂浓度(物质的量分数)为0.05,且VO_(4)^(3-)基团向Eu^(3+)的能量传递效率达到64.9%。基于变温的发射光谱,揭示了所制荧光粉的热稳定性并发现VO_(4)^(3-)基团和Eu^(3+)的激活能分别为0.538和0.510 eV。此外,将所制黄色荧光粉与商用蓝色荧光粉和近紫外芯片进行封装整合,得到可发射暖白光的WLED器件,其色温和显色指数分别为3843 K和85.8。

白光发光二极管用荧光粉的研究进展

针对目前获取发光二极管(LED)白光的3种主要方法,即三基色荧光粉配合、蓝光LED芯片激发YAG:Ce3+荧光粉和单一离子(Dy3+)的发射进行综述,着重介绍各种方法中所需荧光粉的制备方法和结构体系及其优、缺点,简单总结白光发光二极管研究领域存在的问题及发展趋势。

荧光粉Ba_(3)BP_(3)O_(12):Eu^(3+)/Eu^(2+)制备与发光性能研究

采用高温固相法合成荧光粉Ba_(3)BP_(3)O_(12)∶Eu^(3+)/Eu^(2+),并对晶体结构和发光特性进行表征。结果表明,荧光粉Ba_(3)BP_(3)O_(12)∶Eu^(3+)的激发光谱由O2--Eu^(3+)的电荷迁移带以及Eu^(3+)的特征激发峰组成,分别位于250~350、362、378、395、416、464、535 nm处,最强峰位于395 nm;荧光粉Ba_(3)BP_(3)O_(12)∶Eu^(3+)的发射光谱为Eu^(3+)的特征跃迁,分别位于580、591、619、654和703 nm处,最强峰位于619 nm,该荧光粉可与紫外LED芯片匹配发射红光。荧光粉Ba_(3)BP_(3)O_(12)∶Eu^(2+)的激发光谱为Eu^(2+)的4f7-4f65d1特征跃迁,位于250~410 nm的宽带,最强激发峰位于345 nm,其发射光谱覆盖410~630 nm的宽带,主峰位于509 nm,即该荧光粉可与紫外LED芯片匹配发射蓝绿光。

用于宽谱带发射白色发光二极管的黄色荧光粉Sr_(8)MgAl(PO_(4))_(7)∶xEu^(2+)的制备及发光性能

通过高温固相反应合成了一系列宽谱带发射黄色荧光粉Sr_(8)MgAl(PO_(4))_(7)∶xEu^(2+)(SMAP∶xEu^(2+)),并对其物质结构、发光性能及其在白色发光二极管(WLED)领域的应用进行了探究。X射线衍射(XRD)测试结果表明,SMAP∶xEu^(2+)系列荧光粉具有单斜结构和C2/m空间群,激活剂Eu^(2+)离子能够很好地进入SMAP基质中并占据Sr2+离子的晶格位点。漫反射光谱分析显示SMAP基质属于宽带隙材料,带隙宽度为3.60 eV。此外,SMAP∶xEu^(2+)具有较宽的激发范围(280~500 nm),对应于Eu^(2+)离子的4f 7→4f 65d1跃迁;在380 nm近紫外光激发下,呈现出450~800 nm的多发光中心的非对称黄光发射,发射峰位于590 nm处。基于高斯多峰拟合结果,得到3个发光中心,分别位于528、600和680 nm。最后,将已制备的黄色荧光粉SMAP∶0.05Eu^(2+)与商业化蓝粉BaMgAl_(10)O_(17)∶Eu^(2+)混合涂覆到400 nm芯片上制得色温较好(3344 K)、显色指数较高(90.1)的WLED。

发光二极管用荧光粉Sr_(2-x)Ba_xSiO_4:Eu的制备、发光性能及应用

采用高温固相法制备了发光二极管(light-emitting diode,LED)用硅酸盐荧光粉Sr2–xBaxSiO4:Eu。用热重–差热分析、X射线衍射和扫描电镜对荧光粉进行了表征,讨论了碱土元素锶钡的含量对激发光谱与发射光谱的影响。结果表明:在还原气氛下,1245℃反应3h能得到发光性能较好的荧光粉;荧光粉中锶钡的含量对其发射光谱及激发光谱有较大影响,随着荧光粉中钡含量的增加,发射峰及激发峰位置逐渐蓝移,强度也逐渐增强;并用晶体场强及共价性对其进行了讨论。该荧光粉颜色可调,可用于紫外、近紫外、蓝色LED的封装。

《半导体发光二极管用荧光粉》标准编制说明

简述了电子行业标准《半导体发光二极管用荧光粉》的编制情况,特别介绍了标准中半导体发光二极管用荧光粉的分类方法及其发光效率、温度特性、光谱性能、色品坐标等关键指标的定义、表征和试验方法。

橙红色荧光粉BaZnP_2O_7∶Eu^(3+)的制备与发光特性

BaZnP2O7∶Eu3+ phosphor was synthesized by a high temperature solid state reaction.The compound shows four major emission peaks locating at 588,613,622 and 654 nm that correspond to the 5D0-7F1,5D0-7F2 and 5D0-7F3 typical transition of Eu3+,respectively.The influence of the concentration of Eu3+ ions on the emission intensity was investigated and the concentration quench did not occured.The role of charge compensation of Li+,Na+ and Cl-ions to the emission intensity was also studied.It was found that Li+ ions gave the best improvement to enhance the intensity of the emissions.The results show that BaZnP2O7∶Eu3+red-emitting phosphor is very suitable for white light emitting diode(w-LED)based on UV InGaN chip.

Sr_2MgSiO_5:(Eu^(2+),Mn^(2+))单一基质白光荧光粉的发光性质

研究了Eu2+,Mn2+共激活的单一基质Sr2MgSiO5白光发光材料的发光性质。Eu2+中心形成峰值分别为459,555nm的特征宽带,而Eu2+中心向Mn2+中心的能量传递导致了峰值为678nm的发射,3个谱带叠加从而在单一基质中得到了白光。其激发光谱分布在250～450nm的波长范围,峰值位于390nm,可以被InGaN管芯产生的380～410nm辐射有效激发。Sr2MgSiO5:(Eu2+,Mn2+)是一种性能良好的单一基质白光发光二极管用荧光粉。

LED用KZn_4(BO_3)_3∶Eu^(3+)荧光粉的合成与发光性能研究

荧光粉转化法是目前制备白光LED的主流技术。但是商业化的荧光粉由于缺少红色部分或红色不稳定,使得制备出的LED灯泡颜色偏冷,因此研制低成本、性能稳定的红色荧光粉具有重要的意义。本项目以化学性质稳定、合成工艺温和的硼酸盐KZn4(BO3)3为基质,掺杂稀土离子来研究荧光粉的发光性能。通过高温固相法合成了一系列不同掺杂浓度的KZn4(BO3)3∶Eu3+,并测试了XRD衍射图谱,发射和激发光谱。研究表明Eu3+离子倾向于占据Zn2+格位。同时,KZn4(BO3)3∶Eu3+的最佳激发波长(393nm)位于近紫外波段,适于用近紫外LED芯片激发来制备LED。KZn4(BO3)3∶Eu3+的最强发射峰位于590nm,属于5 D0-7F1跃迁。当发生浓度猝灭时,Eu3+-Eu3+离子间的临界距离为3nm。该荧光粉的色坐标为(0.629 7,0.369 9),色饱和较高。该物质是一种潜在的可被用于LED照明用的红色荧光粉。

激活剂间隙位占据诱导氟化物NaHF_(2)∶Cr^(3+)的高效近红外发光

宽带近红外荧光粉转换型发光二极管(pc-LED)作为一种新型固态光源,在夜视照明、食品检测、生物成像等领域受到了广泛的关注。然而,如何实现高效的近红外发射仍然是一个巨大的挑战。本文采用水热法制备了氟化物近红外荧光粉NaHF_(2)∶Cr^(3+),发射峰位于761 nm,半高全宽约为112 nm,其内/外量子效率(IQE/EQE)为72.20%和29.6%。密度泛函理论(DFT)计算和晶体结构分析表明,Cr^(3+)离子在NaHF2体系中占据间隙位点,形成了高度畸变的八面体[CrF_(6)],有利于解除部分宇称禁阻跃迁,使得该荧光粉具有较高的发光效率。将荧光粉NaHF_(2)∶Cr^(3+)与蓝光InGaN芯片相结合,制备了近红外输出功率为426.74 mW@300 mA的pc-LED器件,在夜视成像等领域具有一定的应用前景。本研究也为设计高效近红外发射的Cr^(3+)激活荧光粉提供了新思路。

Ca_2B_5O_9Cl：Eu^(2+)蓝色荧光粉的发光特性(英文)

采用高温固相法合成了Ca_2B_5O_9Cl:Eu^(2+)蓝色荧光粉,并对其发光性质进行了研究。该荧光粉在近紫外370 nm激发下的发射光谱为峰值位于453 nm的宽带发射,对应了Eu^(2+)的4f^65d→4f^(78)S_(7/2)特征跃迁发射。监测453 nm的发射峰,得到其激发光谱为250～450nm的宽带,与产生350～410 nm辐射的紫外发光二极管(ultraviolet light-emitting diode,UV-LED)管芯匹配很好。当CaCl_2用量为理论用量的1.1倍,H_3BO_3用量为理论用量的1.3倍,Eu^(2+)掺杂浓度为6%时,蓝光发射最强。Ca_2B_5O_9Cl:Eu^(2+)是适合UV-LED管芯激发的自光发光二极管用高亮度蓝色荧光粉。

ZnMoO_4:Tb^(3+)绿色荧光粉的制备及发光特性研究

采用高温固相法制备了ZnMoO4∶Tb3+绿色荧光粉,对样品进行了X射线衍射(XRD)和荧光光谱测定。XRD结果表明,样品在800℃时能得到单一ZnMoO4相。激发光谱由1个宽带峰和若干个尖峰组成,宽带属于Mo6+—O2-电荷迁移吸收带(CT),并且发现宽带峰位随Tb3+掺杂浓度增加而出现蓝移,尖峰属于Tb3+的4f—4f跃迁,最强激发峰位于377 nm处。发射光谱由四组峰组成,最强发射峰在543 nm处,对应于Tb3+的5D4—7F5跃迁,属于磁偶极跃迁。研究了ZnMoO4∶Tb3+荧光粉在543 nm的主发射峰强度随Tb3+掺杂浓度的变化情况。结果显示,随Tb3+浓度的增加,发射峰强度先增大;当Tb3+浓度x=0.15时,峰值强度最大;而后随Tb3+浓度增加,峰值强度减小。荧光寿命测试得到Tb3+的5D4—7F5跃迁发射的荧光寿命值为0.506 ms。光谱特性研究表明,Zn-MoO4∶Tb3+是一种可能应用在白光LED上的绿基色发光材料。

半导体发光二极管用荧光粉通过审定

根据信息产业部下达的2007年度信息产业电子行业标准制（修）订计划，由有研稀土新材料股份有限公司负责起草了电子行业标准《半导体发光二极管用荧光粉》。2008年9月25日在贵阳市召开了标准审定会，会议由信息产业部电子工业标准化研究所主持，参加审定会的专家组成员有厦门华联电子有限公司、中电集团第十三研究所、上海蓝光科技有限公司、广州市鸿利光电子有限公司、佛山市国星光电科技有限公司、厦门三安电子有限公司等14家单位的17位专家。