白光led用硅氮基荧光粉材料研究进展

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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