单基质白光荧光粉的制备方法
白光LED荧光粉概述
白光LED荧光粉概述
1引言
在全球气候变化和能源紧张的背景下,节约能源、保护环境成为当今时代的主流,其中寻求高节能的照明光源已受到高度重视.白光发光二极管(LightEmittingDiode,LED)具有发光效率高、能耗低(仅为白炽灯的1/8)、寿命长(可达10万h)、无污染等诸多优点,已广泛应用于城市景观照明、液晶显示背光源、室内外普通照明等多种照明领域[1–20],被认为是替代白炽灯、荧光灯的新一代绿色照明光源.
目前,获取白光LED的主要有效途径有以下几种:(1)蓝色LED芯片与可被蓝光有效激发的发黄光荧光粉结合组成白光LED[23.27].荧光粉吸收一部分蓝光,受激发发射黄光,发射的黄光与剩余的蓝光混合,通过调控二者强度比,从而获得各种色温的白光;(2)采用发紫外光的LED芯片和可被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色的荧光粉,产生多色混合组成白光LED.
制备白光发光二极管大多离不开稀土荧光粉,主要有黄色荧光粉、红色荧光粉及三基色荧光粉等,因此获得化学性质稳定和性能优异的荧光粉成为实现白光LED的关键.本文综述了白光LED用荧光粉的发光机理、制备方法、各种体系荧光粉及荧光粉的性能表征做了较为详细的阐述.
2荧光粉的发光机理
发光是物质吸收的外部能量转换成光辐射的过程,是热辐射之外的一种辐射,持续时间超过光的振动周期(10?11s).发光材料大多数都是晶体材料,其发光性能与合成过程中化合物(发光材料基质)晶格中产生的结构缺陷和杂质有关,这种局部不完整破坏了晶体晶格的规则排列,从而形成了缺陷能级.在外部光源激发作用下,电子就会在各种能级间跃迁,从而产生发光现象.目前,获取白光LED的主要途径为光转换型,即利用波长为
单一基质白光荧光粉Ba2B2O5:Dy3+的制备与发光性能
关键 词 : aB O : ” ; B Dy 发射光谱 ; 发光 谱 ; 激 电荷补偿
中 图分类 号 : 8 .1 O4 2 3 文献 标志码 : A 文 章 编 号 :0 0 5 5 2 1 ) 4— 3 8 5 1 0 —1 6 (0 2 0 0 5 —0
Fa r c to n u i s e t p o e te f sng e h s ie b i a i n a d l m ne c n r p r i s o i l o twh t ph s o s Ba o ph r 2 O5: 。 B2 Dy +
YANG ipig Zh— n ,P ,SONG n o u ,HAN Yu ,ZHAO n AN Fei Ya — h n e Qig (. 1 Cole fPh is Sce c n c o o lge o ysc i n e a d Te hn l gy,H e e n v r iy,Ba d ng 071 02,Ch n b iU i e st oi 0 i a; 2 Co l g fElc r ni nd I f ma i a . le e o e t o ca n or ton lEngi e i ne rng,H e e b iUni e st v r iy,Ba d ng 07 0 o i 1 02,Chi a) n
Ab t a t s r c :The Ba 2 05: p s ho s we e y h sz d b g e p r t r o i — t t e c i . B2 Dy ho p r r s nt e ie y hi h t m e a u e s ld s a e r a ton The l umi s e t p op ri s we e i v s i a e . Th i a mison s e t a l c tn t 4 3 m nd ne c n r e te r n e tg t d e ma n pe k ofe s i p c r o a i g a 8 n a 55 7 nm ,whih c r e po d t h F92 c o r s n o t e / H 1 2a F92 H1/ t p c lt a ii n o 抖 . The ma n p a 5 nd / /÷ 32 y ia r nsto fDy i e k
白光LED用Sr3LiMgV3O12:Eu^3+单基质荧光粉的研究
2 0 1 3 年 4月
光 谱
学
与
光
谱
分
析
S p e c t r o s c o p y a n d S p e c t r a l An a l y s i s
Vo 1 . 3 3 , No . 4, p p 9 4 5 — 9 4 8 Ap r i l ,2 0 1 3
蓝光 L E D芯 片加黄 色荧光 粉的方法 产生 白光 ,然而这 种模 式 由于缺 少红 色成 分 , 存在 显色指数 低 、色温高 等缺点 _ 5 。 ] 。
NH V0 3 ( 分析 纯) 和 E u 2 0 3 ( 9 9 . 9 9 ) 为 原料 ,采用 高 温 固
相法 在空 气气氛 中合 成 S r 3 一 L i 一 Mg 、 , 3 0】 z: x E u 3 单 基质
显微 镜 ( S E M) 测得ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ品的形貌特征 。 所有表征均在 室温下完
成。
2 结果与讨论
2 . 1 物 相 组 成 分 析
度 等反应 条件下研究 了其晶体结构 、 形 貌及 发光性能。
图 1为分别在 6 0 0 ,7 0 0 , 8 0 0和 9 0 0℃烧结得到 的 . 9 6
荧光粉 。具体步骤为 : 按所设 计材料 的化 学计量 比称取 以上
白色LED用荧光粉的制备与应用
白色LED 用荧光粉的制备与应用
LED 照明是当下具有很高的实用性的照明光源,并且已经成为应用最为广泛的一种照明的光源。作为照明用的白色LED 更是受到了很大的关注,获得白光LED 共有三种:第一种是荧光粉涂敷光转换法,就是采用荧光粉将紫光或蓝光转换复合产生白光;第二种是多色LED 组合法,由发射不同波长的绿色和红色等的单色的LED 组合而发射复合的白光,第三种是多量子阱法,单一的LED 材料中中进行掺杂。荧光粉材料的制备方法主要有高温制备和溶液法制备两类方法。本文主要综述了蓝光转换型荧光粉和近紫外转换型荧光粉的中的典型几种荧光粉材料,介绍了相关荧光粉的发展现状以及相关材料的优缺点
1.1 LED 发光原理
LED 主要是半导体化合物,例如砷化镓(GaAS ),磷化镓(GaP ),磷砷化镓(GaAsP )等半导体制成的,LED 的核心是PN 结。LED 的发光机理是:热平衡的条件下,PN 结中有很多迁移率很高的电子在N 区中, P 区则不同,在P 区中有较多的迁移率较低的空穴, 由于PN 结势垒层的限制, 由于该PN 结势垒层的限制,在正常状态下,不能穿过屏障复合发生;而当施加于PN 结的正向电压,所施加的电场方向由于自建电场方向和所述势垒区与此相反,它减少了势垒高度,该势垒宽度较窄,破坏了PN 结动态平衡发电少数载流子注入,而空穴注入从PN 区面积,在同一地区的电子注入从N 到P 区,少数载流子注入,在多数载流子复合会保持多余的能量在光辐射从而形式的同一区域,直接将电能转换为光能。 自从1965年第一支发光二极管的产生,LED 已经历经50年的发展历程,第一支发光二极管是利用半导体锗材料制作而成的]1[,第一支LED 能够发射出红光;随后在1985年日本Nishizawa 利用液相外延法制备出了使用异质结构的GaAlAs 作为发光材料的LED ]2[,从而使得LED 的封装技术也得到了很大的提高;1993日亚化学公司,在蓝色 氮化镓LED 的研究上取得了重大突破]3[,并且很快的实现了产业化的生产,在1996年实现了白光LED 的发光二极管(white light
荧光粉的制作方法
荧光粉的制作方法
荧光粉的制作方法一般有以下几种:
1. 铝、锌、镁等金属反应制造荧光粉。将金属和硫化物等反应生成荧光粉,如白色荧光粉通过氢化铝和稀酸反应生成。
2. 酞菁酸钴等有机荧光材料。将酞菁酸钴粉末与玻璃粉混合,加入过氧化钾或其他氧化剂,经过热处理,生成荧光材料。
3. 用紫外光激发颜色相反的物质制造荧光粉。例如,通过紫外线照射绿色荧光材料,可以制造出发出红色荧光的材料。
4. 通过添加不同材料和氧化物生成荧光粉,如添加钙和硅酸盐,生成蓝色荧光粉。
以上是一些常见的荧光粉制作方法,但要制作出高品质荧光粉,需要经过反复试验和优化,确保其荧光效果和耐久性。
夜光粉生产工艺流程
夜光粉生产工艺流程
一、原材料选购
光粉的主要原材料是荧光粉。需选择荧光率高、光好的荧光粉。同时配合助剂如聚合剂、调色剂等。
二、原料制备
将选好的荧光粉按一定比例称量,加入助剂搅拌均匀,制成粘稠的颜料乳液或者浆状物。
三、涂布
将制备好的颜料浆液送入涂布设备进行涂布,主要有刷涂、喷涂和浸涂三种方法。其中以喷涂方式控制成膜均匀度最佳。
四、光固化
利用紫外光或电子束对膜进行光固化,使膜层形成三维交联结构,增加光学稳定性。一般需要0.1-1秒不等的紫外光固化时间。
五、检验及包装
对固化好的光粉批次进行荧光性能和光学性能检验,符合标准的进行定型包装送出。不符合部分需要返工调整工艺流程。
六、保质期管理
储存需要在阴凉、干燥通风的环境中,一般保质期为一年。需要定期检验荧光物理性能以确保产品质量。
单一基质白色荧光粉Ca9(1-x-y)Al(PO4)7:xCe3+,yDy3+的制备与发光性能
t h e p h o s p h o r s w e r e i n v e s t i g a t e d .T h e X - r a y d i f f r a c t i o n p a t t e r n s( X R D)s h o w t h a t a p u r e p h a s e o f c a 9 A l ( P 0 4 ) 7 p h o s p h o r h a s b e e n o b t a i n e d a t f e r c a l c i n e d a t 1 2 0 0 o C.U n d e r 2 6 8 n m e x c i t a t i o n , t h e C a q A 1 ( P O 4 ) 7 : C e ¨s a mp l e e x h i b i t s a b r o a d e m i s s i o n b a n d c e n t e r e d a t 3 6 3 n m.T h e e m i s s i o n s p e c —
S y nt he s i s a n d Lu mi n e s c e n t Pr o pe r t i e s o f
T h e S i n g l e Wh i t e E mi t t i n g P h o s p h o r Ca 9 Al ( P O4 7 : Ce 3 + 7 Dy 3
Dy3+掺杂Gd2MgTiO6白色荧光粉的制备及发光性能研究
第52卷第11期2023年11月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.52㊀No.11November,2023
Dy 3+掺杂Gd 2MgTiO 6白色荧光粉的
制备及发光性能研究
赵㊀炎,蒋小康,高㊀峰,尹红梅,周恒为
(伊犁师范大学物理科学与技术学院,新疆凝聚态相变与微结构实验室,伊宁㊀835000)
摘要:采用溶胶-凝胶法制备出掺杂不同Dy 3+浓度的系列Gd 2MgTiO 6(GMT)白色荧光粉㊂通过X 射线衍射仪(XRD)㊁扫描电子显微镜(SEM)㊁荧光光谱仪对GMTʒx Dy 3+(x =0.01㊁0.03㊁0.05㊁0.07㊁0.09㊁0.11)样品进行表征㊂研究结果表明:所制备的系列荧光粉的结构均为单斜晶系,Dy 3+成功掺入GMT 基质的同时不影响原晶体结构;样品晶粒尺寸在微米量级㊂在351nm 的近紫外光激发下,样品在483和578nm 处分别显示了极强的蓝光和黄光,其中蓝光归因于Dy 3+的4F 9/2ң6H 15/2的能级跃迁,黄光归因于Dy 3+的4F 9/2ң6H 13/2能级跃迁;随着Dy 3+浓度的不断增加,出现明显的浓度猝灭现象,其机理归因于电偶极子-电偶极子相互作用㊂当x =0.05时,此时CIE 坐标为(0.32471,0.35974),与标准白光的CIE 坐标(0.33,0.33)较为接近,表明GMTʒDy 3+是一种具有潜在应用价值的单一基质白色荧光粉㊂
关键词:GMT 基质;溶胶-凝胶法;Dy 3+单掺;w-LED
荧光粉的制作方法
荧光粉的制作方法
1. 荧光粉的定义和用途
荧光粉是一种能够在光照条件下吸收能量并在暗处发出荧光的物质。它被广泛
用于荧光灯、涂料、油墨、塑料制品等行业中,用于增加产品的亮度和色彩鲜艳度。
2. 荧光粉的成分
荧光粉的成分主要包括荧光剂和载体。荧光剂是指能够吸收电磁波能量并发出
荧光的化合物,比如钙钛矿和稀土元素。载体则是将荧光剂稀释并固定在其中的物质,常用的载体包括有机树脂和各类粉体。
3. 荧光粉的制作步骤
步骤一:准备材料和设备
制作荧光粉所需的材料和设备包括荧光剂、载体、搅拌器、干燥器、筛网等。
步骤二:配制溶液
将荧光剂和载体按照一定比例混合,加入适量的溶剂(如水或有机溶剂)中,
搅拌均匀,形成一个均相的溶液。
步骤三:搅拌和干燥
将溶液倒入搅拌器中,开启搅拌器进行搅拌。搅拌的目的是使荧光剂均匀地分
散在载体中,确保粉末的质量均一。
搅拌结束后,将混合物转移到干燥器中进行干燥。干燥的温度和时间根据具体
的荧光剂和载体而定。通常情况下,应选择适当的温度和时间进行干燥,使混合物中的溶剂蒸发,得到颗粒状的荧光粉。
步骤四:筛分和包装
将干燥后的荧光粉进行筛分,以去除不符合要求的颗粒或杂质。筛分后的荧光
粉可以根据需要进行包装和储存。
4. 注意事项
•在制作荧光粉时,应确保工作环境的安全和通风良好。
•需要了解具体荧光剂和载体的物化性质,以确定适当的配比和干燥条件。
•荧光粉的质量和亮度与荧光剂的类型、含量以及干燥条件等因素密切相关。
5. 荧光粉的应用
荧光粉广泛应用于以下领域: - 荧光灯:用于提高荧光灯的发光效果和色彩鲜艳度。 - 涂料:用于增加涂料的光泽度和色彩效果。 - 油墨:用于制造出颜色鲜艳的油墨,如荧光打印油墨、荧光彩色墨水等。 - 塑料制品:用于制造荧光彩色塑料制品,如玩具、文具等。
可用于白光照明的单一基质荧光粉(Sr_(0.95)Mg_(0.05))_3(PO_4)_
( 中 国计量 大学 光 学 与 电子科 技学 院 , 浙江 杭州 3 1 0 0 1 8 )
【 摘 要】 采 用 高 温 固相 法 合 成 系 列 E u 掺 杂 的单 一 基 质 的 白光 荧 光 粉 ( S r 。 。 Mg ) 。 ( P O ) : . 该 荧 光 粉 可
s r 2 的十 配 位 和六 配 位 的两 种 不 同 的格 位 后 , 形 成 的 两个 发 光 中 心 . 当 E u 的掺杂 浓度为 l mo l 时, 具 有 最
大的发光强度 , 继续增加 E u 的浓 度 后 , 会 出现浓度猝 灭现象. 通过将 E u 外 的 掺 杂 浓 度 从 0到 0 . 0 1 , 可 以 使 该荧光粉 的 C I E色坐标从( O . 2 5 9 5 , 0 . 1 9 8 7 ) 的蓝 光 区 域 逐 渐 移 动 到 ( O . 3 2 4 5 , 0 3 1 3 3 ) 的白光区域. 基 于 实 验 结 果 和理 论 分 析 计 算 表 明 , 这 种 荧 光 粉 是 一 种 潜 在 的用 近 紫 外 光 激 发 产 生 白光 L E D的荧光粉.
s y nt he s i z e d by t he t r a di t i on a l s ol i d — s t a t e r e a c t i o n me t hod . Th i s pho s p hor c oul d b e e f f e ct i v e l y e x c i t e d by U V l i g ht i n t he r a n ge of 27 0 t O 3 90 nm ,whi c h ma t c he d we l l wi t h t h at of ul t r a vi o l e t LEDs . U nde r t he e xc i t a t i on of 35 0 nm , t hi s ph os p hor e x hi b i t e d t WO b r o a d e mi s s i o n b a nds, wi t h pe a ks of 41 0 n m a nd 57 0 nm , whi c h o r i gi na t e d f r om t wo l u mi n e s c e nc e c e nt e r s. r e l a t e d t o 4f 。 5d ÷ 4f t r an s i t i o n of Eu oc c u py i n g t he t e n —
白光LED用Ca2SiO3Cl2:Tb^3+单一基质荧光粉的制备及性能研究
图 1为在 3 0 0 。 C保 温 2 h , 不 同温度 煅烧 保温 8 h的 C a 。 S i 0。 C 1 :0 . 0 0 3 Tb 什 的 XR D 图 。与标 准 卡 J C P — D S 4 2 — 1 4 4 5比较 , 5 6 0 ℃开始 生成 C a 2 S i 0 3 C 1 2 , 其 三强 衍 射 峰基本 对 应 , 次 强 峰 的强 度 却 很 低 , 有杂相 , 随着 温 度 的 升 高 ,峰 型 逐 渐 明 显 , 5 8 0 、6 0 0 。 C时, C a 。 S i O。 C 1 。 大量 生 成 , 但 6 0 0 ℃ 又 有 杂 相 形 成 。这 是
宁青 菊 , 郭芳芳 , 乔 畅君
( 陕西 科技 大学 材 料科 学 与工程 学 院 , 陕 西 西安 7 1 0 0 2 1 )
摘 要 : 采 用溶胶 凝胶 法在 较 低 温度 下合 成 了不 同
文报 道 了这 种荧 光粉 的发 光性 质 。
浓度 Tb ”掺杂的 C a 。 S i O。 C1 。: mTb 。 单 一 基 质 白光 荧光粉 , 并对 其 发 光性 质 进 行 了研 究 。近 紫 外光 激 发
用 日本理 学公 司 ( Ri g a k u ) D/ ma x 2 2 0 0 P C型 x射
白光LED荧光粉的制备和发光性能研究
白光LED用Na3MgZr(PO4)3:R(R=Dy3+,Eu3+,Sm3+)荧光粉
的制备和发光性能研究
白光发光二极管(light emitting diodes,LED)因其节能环保等显著优势,被广泛誉为第四代照明光源。白光LED的实现是将荧光粉涂覆在LED芯片上,利用LED芯片发出的较短波长的光,激发荧光粉发出较长波长的可见光。荧光粉性能的好坏直接影响LED的使用,因而寻求新型荧光粉是一种重要的工作。
本文用高温固相法制备了Na3MgZr(PO4)3:R(R=Dy3+,Eu3+,Sm3+)。
Na3MgZr(PO4)3:0.02Dy3+的色坐标为(0.403,0.416),分布在白光区域,
Na3MgZr(PO4)3:0.01Eu3+的色坐标为(0.648,0.352),Na3MgZr(PO4)3:0.01Sm3+的色坐标为(0.610,0.389),分布在红光区域。对样品进行了XRD测试,并对其发光性能(激发,发射光谱等)做了分析研究,结果表明,以Na3MgZr(PO4)3为基质的荧光粉具有应用于W-LED的潜力。
关键词:发光二级管,Na3MgZr(PO4)3:R(R=Dy3+,Eu3+,Sm3+),固相法
第一章绪论
1.1 LED的历史和现状
发光二极管LED(Light Emitting Diode)被称为第四代照明光源,自发明以来,因其发光效率高、体积小、寿命长、节能、环保、高亮度、低功耗等优点,具有广阔的市场与潜在照明应用前景而受到广泛关注。近年来,关于LED方面的研究是科学研究的热门方向。
白光LED用单基质荧光粉BaSrMg(PO4)2:Eu 2+的制备及发光性能研究
( 。 O ( 9 ,湖 州湖 试 化学 试 剂有 限公 ) 高纯 NH )HP 9 和 E 。 (9 9 , D C , Biblioteka Baidu设 计 的化学 计鼍 比精 确 u 9.9 AL RI H) 按 称量 述原料 ,在玛瑙研钵 中研磨均 匀后得 到前 驱体 ,将所
得 到 的 前 驱 体 置 于 刚玉 坩 埚 中 ,在 由活 性 炭 提 供 的 还 原 气 氛
Mn 2 单 一 基 质 荧 光 粉 被 报 道 l ,渴 望 弥 补 混 合 荧 光 粉 的 等 1
不足 , 但此类硅 酸盐基质荧光 粉合成温 度依然 较 高,发 光效
白光 L D作为一种新 型的 固体 光源 ,以其节 能、环保 、 E 寿命 长、 体积小 等优 异特性 在 图像 显示 、信 号指示 、照明等
采用高温 固相反应法合成这类荧光 粉 。 验所用 的试剂 实
为 SC ( 7 ) Mg 9 . ) 由 S E CHE C r O39 , O( 9 5 均 TR M MI AI S 公 司 提 供 , BC a Oa (9 , A R 9 C OS (R NI S ) ) GA C ,
一
下放人马弗炉 中以 1 O℃ ・ n mi一 的速度升温至 8 0℃ , 0 恒温 预烧 3h ,将 预烧 过 的样 品取 出再 次 研 磨 ,冉 以 1 O℃ ・ mi_ 的速度升至所需温度 ( 0 , 温 3h n1 12 0o 恒 C) ,取出研磨 ,
白光LED荧光粉的制备实验和测试表征手段
白光LED用Na3MgZr(PO4)3:R(R=Dy3+,Eu3+,Sm3+)荧光粉
的制备实验和测试表征手段
2.1样品的制备方法
本实验采用高温固相合成法制备以Na3MgZr(PO4)3为基质,掺杂稀土离子RE(Dy3+,Eu3+,Sm3+)的LED荧光粉,以碳酸钠(Na2CO3),碱式碳酸镁(4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O),硝酸锆(Zr(NO3)4·5H2O),磷酸氢二铵((NH4)2HPO4),氧化铕(Eu2O3),氧化镝(Dy2O3),氧化钐(Sm2O3)为原料,按照化学计量比用电子天平精确称取。称好后放入玛瑙研钵中并加入几滴无水乙醇作为分散剂充分研磨,研磨过程中酒精挥发,最终得到研磨均匀的白色粉末。将其置于氧化铝坩埚中,在电阻炉中1050℃下煅烧一段时间,待样品冷却后研磨,即可得到一系列粉末样品,放入样品管准备测XRD,发光等性能。
固相反应是通过固体原子或离子的扩散和运输来完成的。反应最初是在反应物接触点处发生的,之后逐渐扩散至物相内部进行反应。因此,将反应物充分混合均匀,以增大反应物的接触面积使原子或离子的扩散运输容易进行,提高反应速率。另外,在一定高温下长时间反应,可提高样品的结晶度和纯度。
2.2主要实验试剂及仪器
本实验中涉及到试验试剂和药品如下表所示:
表2.1:实验所使用的试剂
表2.2:实验所用的仪器
2.3 稀土离子激活的Na3MgZr(PO4)3基荧光粉的制备
按照相应的化学计量比,用电子天平尽量精确称取相应的反应物
(Na2CO3,MgO,Zr(NO3)4,(NH4)2HPO4,Eu2O3,Dy2O3,Sm2O3)放入玛瑙,加入适量无水乙醇研磨。样品粉末混合均匀后,将样品置入氧化铝坩埚放入高温电阻炉,1050℃保温8小时后冷却,取出研磨均匀得到样品。
单基质白光LED荧光粉研究进展
单基质白光LED荧光粉研究进展
曹逊; 曹翠翠; 孙光耀; 金平实
【期刊名称】《《无机材料学报》》
【年(卷),期】2019(034)011
【总页数】11页(P1145-1155)
【关键词】WLEDs; 单基质; 白光荧光粉; 综述
【作者】曹逊; 曹翠翠; 孙光耀; 金平实
【作者单位】中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海 200050
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174
白光LEDs(White Light-Emitting Diodes, WLEDs)作为一种新型的固体照明器件, 相较于其他光源具有: 小型固体化, 耐震动、不易损坏, 节能、光效高,寿命长, 无污染, 瞬时启动、无频闪等优点, 有望成为未来最重要的光源[1-2]。
目前, 制备WLEDs的方法主要有两种: 一种是由发射波长为460 nm的InGaN蓝光LED芯片和YAG:Ce荧光粉组成, 芯片发射的蓝光激发荧光粉发射黄光, 蓝光和黄光混合获得白光。该类型器件的缺点是红色发光成分不足, 导致WLEDs的显色指数(CRI)较低, 同时该类器件的发光颜色受驱动电压和荧光粉涂层厚度等工艺因素影响, 控制难度高, 导致白色发光性能不稳定。第二种方案是采用紫外-近紫外芯片激发三基色荧光粉(RGB混合荧光粉)实现白光发射, 可有效解决上述问题。由于人
眼无法感知紫外–近紫外光, 整个器件的发光颜色由荧光粉的发射光谱决定, 因而具有宽带发射和显色指数(CRI)可调的特性[3]。然而, 多种荧光粉混合会造成颜色再
单一基质白光荧光粉Ba1.31Ca0.64-x SiO4:0.02Eu2+,0.03Mn2+,xRe3+(Re3+=La3+,Sm3+)的研究
中图分类号 : T Q 4 2 2 ; T Q 6 3 0 . 6
文献标 识码 : A
白光 L E D是 一 种 新 型光 源 , 其 中 以半 导 体 化合 物 I n G a N 为基 础 的 白光 L E D有许多优点 : 小 型 固体 化 , 节能环保 , 使用 寿命长 , 光 谱 范 围 宽, 耐震 ( 振) 动, 不 易损 坏 , 瞬 时 启 动 和 快 响 应 ( u s ) 以及无污染等 优点. 短 短几 年时 间 , 白光 L E D 的光通 、 光 效率 已取 得举世 瞩 目的成 果. 目前 其 光
得到不 同特 性 的荧 光光 谱 而备 受 关 注. 徐 晶
01 2—1 2 一l 1 收稿 日期 : 2
相互 跃 迁 , 能 产生 丰 富 的发 光 光谱 , 可作 为 激 活
剂成为体系的发光中心 , 也可作为敏化剂来促进
基金项 目: 辽 宁省教 育厅科 研项 目( L S 2 0 1 0 1 1 9 ) ; 辽宁省 自然科学基金项 目( L S 2 0 1 1 0 2 1 7 4 ) ; 辽宁省教育厅科学研究 一般项 目 立项 项 目( L 2 0 1 3 1 6 7 ) 作者简介 : 陈永杰 ( 1 9 6 3一), 女, 辽宁本溪人 , 教授 , 博士 , 主要从事稀土发光材料和精细化 工方面的研究 .
有较好的光 色参数 , 色温 T o = 4 4 7 8— 5 7 5 3 K, 显色指 数 尺 。 均 大于 8 O . 0 . 关键 词 : 白光荧 光粉 ; 碱 土硅 酸盐 ; 光 色参 数
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2
1
Introduction
3
1 Introduction displays
lighting
significant power saving
WLEDs Longer
lifetime
environmental friendliness
solar cells
Adv. Funct. Mater., 2010, 20, 3446–3456.
10
2.2 Multiple ions co-doping in a single host
LaOCl:Tb3+、Sm3+
LaOCl:Tm3+、Dy3+
The CL spectrum of an LaOCl:0.01Tb3+, 0.005Sm3+ The CL spectrum of LaOCl:0.002Tm3+,0.02Dy3+ under
Dependence of emission spectra of (Ca0.993-x-yMgxSry)9Y(PO4)7: 0.007Eu2+ phosphors on concentrations of Mg2+ and Sr2+
J. Mater. Chem., 2011, 21, 104897–10495.
(a) Spectral overlap between the Eu2+ PL spectrum (solid line) and
the Mn2+ PLE spectrum (dashed line); (b) the emission spectra of
(Ca0.993-x)9Gd(PO4)7:0.007Eu2+, xMn2+ phosphors under near-UV CIE chromaticity diagram of CGP:0.007Eu2+, xMn2+
Studies on producing white light in a single-phase host
Contents
1 Introduction 2 Approaches to realize white-light emission in
a single-phase host material
strong reabsorption, Low luminescent efficiency , complicated device and the color balance is difficult to control.
LED-based and LED-plus-phosphor-based approaches for white light sources implemented as di-, tri-, and tetrachromatic sources.
2.2 Multiple ions co-doping in a single host
LaOCl:RE3+
(RE = Eu,Tb, Sm, Tm, Dy )
Eu3+(5D0,1,2→7F0,1,2,3,4, red) Tb3+(5D3,4 →7F2,3,4,5,6, blue-green) Sm3+(4G5/2 →6H5/2,7/2,9/2, orange-red) Tm3+ (1D2, 1G4-3F4, 3H6, blue) Dy3+ (4F9/2-6H15/2, 6H13/2,yellow)
Typical photoluminescence spectra of Ca1-xIn2O4:xEu3+ with different Eu3+ ions concentrations (a) and the corresponding CIE chromaticity diagram (b)
J. Phys. Chem. C, 2007, 111, 16601–16607. 9
2.1 Single activator ion doped systems
BaSrMg(PO4)2:Eu2+
Eu2+ occupying Sr2+
Eu2+ occupying Ba2+
Disadvantage:the obtained white light lack a red component, resulting in the lower CRI.
single-phase white light emission materials
higher CRI, tunable CCT,weak reabsorption, higher luminous efficiency
Science., 2005,308:1274-1278.
2
Approaches to realize white-light emission in a single-phase host material
sample. Inset, its luminescent photograph.
electron beam excitation. The inset shows a photograph
பைடு நூலகம்
of the sample with white light emission.
Opt. Lett.,2009, 34, 3833–3835.
J. Mater. Chem., 2009, 19, 8936–8943.
11
2.3 Energy transfer approach
(Ca0.993-x)9Gd(PO4)7:0.007Eu2+, xMn2+
D A
The process of energy transfer from donor to acceptor
Adv. Funct. Mater., 2003, 13, 511–516.
1 Introduction
Red+Green+Blue=White Blue+Yellow=White
poor color rendering index, low stability of color temperature
Excitation spectra (a: λem = 447, b: λem = 536 nm) and emission spectra (c) (λex = 350 nm) of Ba0.97Sr0.99Mg(PO4)2:0.04Eu2+ powder
如何确定掺杂Ba和Sr的比例?
J. Alloys Compd., 2010, 498, 139–142.
communication
higher luminous efficiency
and brightness
White light luminescent materials are applied for a wide variety of applications.
White light-emitting diodes ( WLEDs ) are the most promising white-light source.
The color rendering index (CRI or Ra) definition is
based on comparing the color of test objects when illuminated by the light source under test, to the colors of the objects illuminated by a reference source.
8
2.1 Single activator ion doped systems
B. Eu3+-activated systems.
Ca1-xIn2O4:xEu3+
The diagram showing the basic conditions and process for Eu3+ to emit white light in single host lattices. DE is the energy difference between the involved levels; νmax is the highest available vibrational frequencies of the surroundings of the Eu3+ ion.
Typical CL spectra of LaOCl: Ln 3+. a) LaOCl: 0.8 mol% Tb 3+ , 3 mol% Eu 3+ ; b) LaOCl: 4 mol% Tb 3+ ,5 mol% Eu 3+ ; c) LaOCl: 0.5 mol% Tm 3+ , 2 mol% Eu 3 + ; d) LaOCl: 0.5 mol%Tm 3 + , 2 mol% Sm 3+ , and e) LaOCl: 1 mol% Tm 3+ , 2 mol% Tb 3+ , 2 mol%Eu 3+ . The insets are their corresponding CL digital photographs.
Color online CIE chromaticity diagram for Sr3B2O6 :m%Ce3+,n%Eu3+ excited at 351 nm. 1 m=1, n=0; 2 m=1, n=0.1; 3 m=1, n=0.15; 4 m=1, n=0.20; 5 m=1, n=0.25; 6 m=1, n=0.7; and 7 m=0, n=1. The Ce:YAG and GaN based white-emitting systems are compared with this work and portrayed in red line.
(a) PL and PLE spectra for Sr3B2O6:1% Ce3+, n% Eu2+ (n = 0.15). Inset:the conversion efficiency under UV excitation. (b) PL spectra for Sr3B2O6:1%Ce3+, n% Eu2+ phosphors excited at 351 nm. Inset: dependence of the energy transfer efficiency ηT on Eu2+ content n .
J. Phys. Chem. C, 2010, 114, 18698–18701.
insets show CGP:0.007Eu2+,xMn2+ phosphors irradiated under
365 nm UV lamp box
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2.3 Energy transfer approach
Sr3B2O6:Ce3+, Eu2+
LaOCl: xEu3+ (Sm 3 + ), yTb3+ , zTm3+
a) The CL digital photographs of LaOCl: xEu3+ , yTb3+ , zTm3+ samples. Arrow A, B, C and D represent the co-doping of Eu/Tb (high Tb3+ concentration), Eu/Tb (moderateTb3+ concentration), Eu/Tm and Tm/Sm in the LaOCl host, respectively. b) Solid-lined triangle and dash-lined triangle depict the tunable color region of LaOCl: Eu3+ , Tb3+ , Tm3+ and LaOCl: Sm3+ , Tb3+ , Tm3+ phosphors, respectively.
380 nm excitation
phosphorsunder 380 nm excitation: (1) x = 0; (2) x = 0.01; (3) x = 0.02; (4) x = 0.03;(5) x = 0.05; (6) x = 0.07; and (7) x = 0.1. The
6
2.1 Single activator ion doped systems
A. Eu2+ doped systems.
435nm
(Ca0.993-x-yMgxSry)9Y(PO4)7: 0.007Eu2+
486nm 508nm
Mg2+↑ Sr2+↑
Dq
Mg2+
Dq
Ca2+
Sr2+
Partial energy level diagram of Eu2+ ion