白光LED用Eu掺杂红色荧光粉

白光LED因亮度高、体积小、寿命长、高效节能、绿色环保等优点而引起人们的广泛关注,但是目前大部分白光LED用荧光粉的不足之处在于其发光效率较低,显色指数较差,色温较高,成本较高等等。红色荧光粉可明显改善白光LED的色温和显色指数,因此红色荧光粉在调制白光LED和改善其显色指数方面具有至关重要的作用。近年来红色荧光粉得到了深入研究,并有不少文献报道了新型的红色荧光粉。本文介绍了Eu³⁺掺杂的线状红光发射荧光粉、Eu²⁺掺杂的带状红光发射荧光粉并着重介绍了Eu²⁺掺杂的新型窄带红光发射荧光粉,以及目前Eu掺杂红色荧光粉发展的不足及其改善方法。     

白光LED用荧光粉的研究进展

综述了国内外白光LED用荧光粉的研究进展.根据目前LED实现白光的两种主流方式:蓝光LED芯片+黄色荧光粉(或+绿色/红色荧光粉)和近紫光LED芯片+红/绿/蓝三基色荧光粉,重点介绍了蓝光芯片激发的黄色,绿色和红色荧光粉以及紫光芯片激发的红色,绿色和蓝色荧光粉.文中并给出了部分具有代表性的荧光粉的激发和发射光谱图.归纳了各种基质材料用于荧光粉的优缺点,对该领域存在的问题及其发展趋势作出了分析和展望.     

白光LED用KCaPO4:Eu3+红色荧光粉制备及其发光特性

采用高温固相法制备了KCaPO4:Eu3+红色发光材料,研究了Eu3+掺杂浓度、电荷补偿剂等对材料发光性质的影响.结果显示,在397 nm近紫外光激发下,材料呈多峰发射,分别由Eu3+的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)能级跃迁产生,主峰为613 nm;监测613 nm发射峰,所得激发光谱由O2-→Eu3+电荷迁移带(200～350 nm)和f-f高能级跃迁吸收带(350～450 nm)组成,主峰为397 nm.Eu3+离子的最佳掺杂浓度为5%(摩尔分数);浓度猝灭机制为电偶极-电偶极相互作用.添加电荷补偿剂Li+,Na+,K+或Cl-后,可提高KCaPO4:Eu3+材料的发射强度,其中以添加Li+时,效果最明显.     

白光LED用新型红色荧光粉KCaY(MoO4)3:Eu3+的制备及发光性能

采用高温固相法制备了新型KCaY1-x(Mo04)3:Eux红色荧光粉.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱技术对粉体进行了结构、表面形貌和发光性能表征.结果表明:该系列荧光粉均为四方晶系的白钨矿结构,能够被近紫外光(394 nm)和蓝光(465 nm)有效激发,产生Eu3的5 D0→7 F2特征跃迁红光发射(613 nm).对这种荧光粉作后处理,可改善其表面形貌,并提高其发光强度.该系列荧光粉在394,465 nm的吸收与目前广泛应用的近紫外和蓝光LED芯片的输出波长相匹配.因此这种荧光粉是一种可能应用在白光LED上的红色荧光粉材料.     

白光LED用红色荧光粉CaWO_4:Eu~(3+),Li~+,Bi~(3+)的制备与表征

采用预先球磨、再二次热处理的高温固相合成法,制备了一系列白光LED用红色荧光粉CaWO4:Eu3+,L i+,B i3+,利用XRD,SEM和荧光光谱测试对其进行表征。XRD分析表明,所合成的样品为单一的四方晶系CaWO4,Eu3+,L i+,B i3+离子的先后掺杂使基质的部分衍射峰峰位向小角度移动;SEM照片显示,经过预先球磨制备的样品颗粒比较均一,尺寸约为0.5~3μm范围,结晶性好;荧光光谱测试发现这一系列荧光粉不仅可以被紫外光(254 nm)激发,还能被近紫外光(393 nm)和蓝光(465 nm)有效激发,其主发射峰值位于616 nm(Eu3+离子的5D0→7F2跃迁)的红光;另外详细研究了预先球磨的效果、加入H3BO3做助熔剂的质量分数以及Eu3+,L i+,B i3+离子单掺或多掺时的浓度对该体系荧光粉发光特性的影响。     

一种可用于白光LED的硅酸盐红光荧光粉发光特性的研究

采用固相合成法制备了成分为M1-xSiO3:xEu3+(M=Mg,Ca,Sr,Ba)的红光荧光粉.测量了它们的激发光谱和发射光谱.它们均发射红光,可用于近紫外和蓝光LED芯片,与其他荧光粉一起封装白光LED 以调节显示指数和色温等参数.BaSiO3:Eu3+在室温下发射的主峰波长是613 nm的红光,激发峰值在393和464 nm,可用于调节基于近紫外或者蓝光芯片的白光LED的显色指数.用高斯曲线对它的发射光谱进行了拟合,分析了它的能级跃迁的情况.结果发现,BaSiO3:Eu3+的发射峰是由5D0→7F0(583.04 nm),5D0→7F1(592 nm),5D0→7F2(612.15和620.79 nm),5D0→7F3(650.55 nm)和5D0→7F4(688.5和701.5 nm)跃迁得到的.用两个高斯函数拟合5D0→7F2和5D0→47的发射峰可以得到更合理的结果,并且5D0→70和5D0→7F1这两个能级跃迁的发射峰叠加在一起只能观察到一个峰值.     

白光LED用红色发射荧光粉Gd2(MoO4)3:Eu3+制备与表征

以NH4F为助熔剂采用固相反应法合成了Eu^3＋掺杂的α—Gd2（MoO4）3荧光粉。研究了引入不同含量助熔剂时对材料的结晶、荧光粉颗粒粒径、表面形貌及光谱性质的影响。实验结果表明,引入重量比为3％时样品具有好的结晶和优良的光谱性质;同时,随着助熔剂量的增加Eu^3＋离子在晶体中所处的格位对称性发生了变化;另外,通过Eu^3＋掺杂浓度变化的结果讨论了Eu^3＋的浓度猝灭行为。光谱测量的结果表明,该荧光粉与其他商品荧光粉不同,其最有效的激发波长不在电荷迁移带范围,而是465和395nm跃迁,该荧光粉可作为近紫外LED和三基色荧光粉组合型自光器件的红色荧光粉的候选材料。     

超细红色荧光粉LaMgAl_(11)O_(19):Eu~(3+)的制备与发光性能

采用凝胶-燃烧法制备了稀土Eu3+掺杂的LaMgAl11O19红色荧光粉的前驱粉末,在低于700℃退火处理时,得到非晶态样品,而高于850℃退火处理后为单一六方相结构LaMgAl11O19:Eu3+样品.SEM结果表明,该法制备的样品为颗粒分布均匀,粒径在200～400nm之间的超细粉末.通过激发光谱和发射光谱研究了Eu3+在LaMgAl11O19基质中的发光性能,结果显示,非晶态和晶态La1-xMgAl11O19:xEu3+样品都可发光,在613nm波长光的监测下所得荧光粉的激发光谱为一宽带和系列锐峰,其最强激发峰出现在蓝光465nm处,次强峰为394nm,表明该荧光粉与广泛使用的紫外和蓝光LED芯片的输出波长相匹配.在465nm波长光的激发下观察到超细LaMgAl11O19粉末中Eu3+的613nm(5D0→7F2)强的特征发射,且随着粉末逐渐成相5D0→7F2跃迁明显增强,说明LaMgAl11O19:Eu3+超细粉末可作为白光LED的红色补偿荧光粉.     

新型双钼酸盐红色荧光粉的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了一种新型的白光LED用双钼酸盐红色荧光粉,利用XRD,F-4500等对其进行了研究。结果表明:该系列荧光粉可以被近紫外光(396 nm)和蓝光(466 nm)有效激发,发射峰值位于615 nm(Eu3+离子的5D0→7F2跃迁)的红光;而且在钾铕双钼酸盐荧光粉KEu(MoO4)2中引入适量的钨酸能加强其发光强度,而不改变样品的发射光谱的形状和发射峰的位置。此外,在确定WO24-/MoO42最佳比值的前提下,文章还详细探讨了碱金属离子相互置换对样品发光性能影响的机制。     

白光LED用Ce:YAG单晶的光学性能与掺杂浓度分析

采用提拉法生长Ce∶YAG单晶,通过X射线衍射和激发发射光谱对其晶相结构和光谱特性进行了表征,研究了Ce∶YAG单晶封装白光LED的最佳掺杂浓度.在455 nm蓝光激发下,Ce∶YAG单晶的发射光谱可由中心波长526 nm(5d12E gГ8g→4f12F7/2Г8u)的宽发射带(500~650 nm)组成;激发光谱由343 nm(4f12F5/2Г7u→5d1 2E gГ7g)和466 nm(4f12F5/2Г7u→5d1 2E gГ8g)2个激发峰组成;Stokes位移为2448 cm-1,Huang-Rhys因子为6.12.研究结果表明,Ce∶YAG单晶中Ce离子掺杂浓度与封装的白光LED之间有对应关系,在650 nm红粉调节下Ce离子最佳掺杂浓度范围为0.034~0.066.     

白光电致发光二极管用发光材料研究进展

白光电致发光二极管(LED)是固体照明的重要光源.荧光体转换是获取白光LED的主要途径之一.当前,转换用荧光体的研究在发光材料领域中最活跃.本文对近年来白光LED用发光材料新体系的研究进展作了评述.     

不同方法制备CaMoO4∶0.05Eu3+红色荧光粉的对比研究

分别以高温固相法、溶胶-凝胶法、水热法和共沉淀法合成Eu3+掺杂的CaMoO4红色荧光粉,通过X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、光致荧光光谱(PL)进行表征,考察荧光粉晶相、形貌及发光性能对制备方法的依赖性。实验表明,由于Ca2+的半径(0.099 nm)与Eu3+半径(0.094 7 nm)大小相差不大,Eu3+容易取代Ca2+的位置进入晶格,Eu3+掺杂的CaMoO4在晶体结构上保持白钨矿结构。FESEM结果表明:未经后处理的水热法所得样品为片状、多孔结构;高温固相法所得样品尺寸大、团聚严重;溶胶-凝胶法所得样品分散度好、呈条形结构;共沉淀法所得样品形貌、尺寸比较均一。荧光光谱显示,四种样品发光强度差异很大,共沉淀法制得样品的发光强度为未经后处理的水热法制得样品的6-7倍,该现象主要是由样品形貌及表面缺陷的差异引起的。     

Eu3+掺杂双钙钛矿Sr2CaMoO6橙红色荧光粉的结构特征及其发光性能

采用EDTA-柠檬酸联合配位法制备一系列组成的(Sr1-xEux)2CaMoO6橙红色荧光粉。通过X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜及荧光光谱研究不同Eu3+离子掺杂浓度下Sr2CaMoO6∶Eu3+荧光粉的晶体结构、掺杂位置、形貌及其光致发光性能。Rietveld全谱拟合结果表明:掺杂后样品为(Ca/Mo)O6八面体少量倾斜的空间群为P21/n的正交双钙钛矿结构,随着Eu3+离子共掺杂浓度的增加,样品的晶胞体积减小;Eu3+离子取代八面体间隙的Sr2+位置致使双钙钛矿的T2g(1)拉曼振动模发生蓝移;在近紫外区宽而强电荷迁移带和蓝光激发下,该荧光粉分别发射以Eu3+离子5D0-7F1磁偶极跃迁为主的橙光和以5D0-7F2电偶极跃迁为主的红光,组成为(Sr0.98Eu0.02)2CaMoO6的荧光粉具有最强的橙红光发射强度,是一种潜在的适用于近紫外LED芯片的光转换红光材料。     

SrSi2O2N2∶Eu2+荧光粉的制备及性能研究

以SrCO3,Si3N4,Eu2O3为原料,在N2气氛下,采用自还原高温固相法制备了SrSi2O2N2:Eu2+荧光粉。研究了该荧光粉的物相结构、发光性能和晶体形貌,同时对比在不同气氛下合成的荧光粉。结果表明,在N2气氛与N2/H2气氛下分别合成的SrSi2O2N2:Eu2+荧光粉物相结构和光谱特性基本一致。显示出合成了主晶相SrSi2O2N2,但还含有少量未知的中间项。Eu2+浓度的变化不影响激发状态,而发射光谱的波长在Eu2+浓度为1mol%-20mol%之间,从530 nm的绿光红移至550 nm的黄绿光区域。同时,激发光谱覆盖的范围宽,均能有效的被UV或蓝光激发,这意味着该类荧光粉在白光LED方面有可能得到广泛的应用。     

(CaO)20.68(MgO)1.32(SiO2)4S2∶Eu2+,Dy3+红光材料的制备与发光特性

研究了峰值波长651nm的红色发光材料(CaO)20.68(MgO)1.32(SiO2)4S2∶Eu2 ,Dy3 的制备及发光特性。通过XRD分析表明硫气氛中合成的材料为具有硫成分的硅酸盐相。红光发射带为硫元素进入晶格后在发光中心周围形成了类似长余辉材料CaS∶Eu2 ,Cl-的局域结构。这也使材料具有了硫化物长余辉材料的发射光谱特征和硅酸盐材料高化学稳定性和高亮度的优点。热释光测量揭示它可能是一种潜在的红色长余辉材料。