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1、------------------------------------------------------------------------------------------------白光LED用硅氮基荧光粉材料研究进展第33卷,第11期光谱学与光谱分析2013年11月SpectroscopyandSpectralAnalysisVol畅33,No畅11,pp2907‐2912November,2013 白光LED用硅氮基荧光粉材料研究进展徐国堂,梁 培倡,王 乐倡,董前民,刘 阳,李晓艳中国计量学院光学与电子科技学院,浙江杭州 3
2、10018摘 要 随着白光LED技术的迅速发展,传统YAG∶Ce3+荧光粉由于低显色性、高色温等因素制约而难以满足发展需求。利用近紫外芯片激发三基色荧光粉成为获得白光LED的一种有效途径,因而发展高性能三基色荧光粉具有重要意义,尤其红光发光材料更是当务之急。硅氮基化合物包含由SiN4四面体构成的网络结构,具有很高的化学稳定性和热稳定性。该类荧光粉因其结构的多样性,且在紫外‐蓝光区具有高的吸收效率,因而随着基质和激活离子的改变,发射光谱可覆盖整个可见光区域,并具有较高的光转换效率和光色稳定性,对温度和驱动电流的变化不敏感等优点,因而此类研究对
3、白光LED的发展具有深远的影响。综述了近年来硅氮基荧光粉制备方法及研究的最新进展,系统地归纳总结了硅氮基荧光粉的晶体结构及发光性能等特性,并分析了目前国际上对该材料的研究动态及应用——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------情况。关键词 硅氮基化合物;荧光粉;白光LED中图分类号:O433畅5 文献标识码:ADOI:1
4、0畅3964/j畅issn畅1000‐0593(2013)11‐2907‐06硅氮基荧光粉包含SiN4四面体组成的网络结构,具有引 言 白光发光二极管(lightemittingdiode,LED)是一种新型固态照明光源,相对于传统照明光源,白光LED具有耗电低、寿命长、亮度高等优点,在“可持续发展”背景下,被寄予第四代照明光源的厚望[1‐4]。LED已从过去的指示灯逐步发展为背光源、道路信号灯、显示器等,在信号照明、汽车照明、医疗照明以及普通室内照明等领域拥有很大的发展空间。实现白光LED的主要方法有[5‐8]:(1)利用三基色原理,以
5、红、绿、蓝三种芯片按比例混色;(2)蓝光LED芯片+黄光荧光粉;(3)蓝色LED芯片+绿光和红光荧光粉;(4)紫外(UV)‐LED芯片+红、绿、蓝三基色荧光粉。其中,方法(1)封装得到的白光显色性最好,但成本最高,尚未能普及;方法(2)具有技术最成熟且成本低廉的优势,但显色性不佳且色温高,需要配以适当的红、绿光荧光粉加以改善,而且难以突破日亚化学专利的限制;方法(3)和(4)得到的白光LED显色性较高、成本低且专利局限较小,极具发展潜力。因此性能优越的红、绿、蓝三基色荧光粉对白光LED的———————————————————————————
6、———————————------------------------------------------------------------------------------------------------推广起着显著作用。一般作为白光LED用荧光粉,需要满足:良好的发光性能;良好的物理、化学稳定性和热稳定性;成本低廉、工艺环保等基本条件[9,10]。 收稿日期:2013‐01‐31,修订日期:2013‐04‐26较高的化学稳定性和热稳定性。同时稀土离子(Eu2+,Ce3+等)的5d壳层裸露于外层,受晶体场的影响显著,4f—5d能级
7、之间的能量跃迁随晶体环境的改变而发生较为明显的变化。由于Si—N的共价性较强,可以引起较大的电子云重排效应及发光离子的5d电子轨道能量下降,从而呈现光谱红移现象,同时SiN4四面体形成刚性稳定的晶体结构,使其对温度和驱动电流的变化不敏感,因而在白光LED的应用上得到广泛的关注和研究[8,9,11]。1 制备方法——————————————————————————————————————-------------------------------------------------------------------------------
8、----------------- 荧光粉的合成有多种方法,如高温固相法[11,12]、燃烧法[13]、溶胶‐凝胶法[14]、水热法[15]、沉淀法[16]、微波辐射合成法[1
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