理论教育 单相白光荧光粉的特性与应用

单相白光荧光粉的特性与应用

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,商业化生产白光LED的方法是采用蓝光In GaN芯片覆盖YAG∶Ce3+黄色荧光粉,通过芯片的蓝光和荧光粉的黄光复合得到白光。目前紫外激发白光荧光粉成为研究的热点[101~103]。最近几年,有关报道单一基质白光荧光粉的文献大量出现,就其中掺杂的稀土离子可分为单离子掺杂和多离子掺杂单相白光荧光粉。除常见的Eu2+和Ce3+外,Eu3+,Mn2+,Tb3+也常被作为单一基质白光荧光体系中的激活离子。

单相白光荧光粉的特性与应用

目前,商业化生产白光LED的方法是采用蓝光In GaN芯片覆盖YAG∶Ce3+黄色荧光粉,通过芯片的蓝光和荧光粉的黄光复合得到白光。由于此方法缺少红光组分,致使获得的白光显色性差、色温高,限制了其在家居照明领域的应用。近些年,随着技术的进步GaN基芯片的技术也快速发展,并逐渐向短波方向扩展,于是科研工作者们开始尝试用近紫外光(350~410 nm)的In GaN芯片同时激发红/蓝/绿三基色荧光粉复合产生白光[100]。不过这种方法也存在不足,常会存在不同的荧光粉之间对彼此发出的光相互间再吸收,并且不同的荧光粉其衰减时间不同容易导致配比调控问题,这对所制备的LED流明效率和色彩还原性有较大影响。目前紫外激发白光荧光粉成为研究的热点[101~103]。近紫外转换型荧光粉按基质数目分为近紫外激发单一基质型荧光粉和近紫外激发不同基质复合白光LED用荧光粉。其中最引人注目的近紫外激发单一基质白光荧光粉可以直接发出白光,相比于其他体系荧光粉,单一基质近紫外激发白光LED用荧光粉的各方面性能要更加突出:①采用单一基质白光荧光粉获得的白光LED,颜色由单一荧光粉决定,因而此方法不存在不同荧光粉衰减时间不同的问题,颜色稳定性好、显色性也较高;②由于只有一种荧光粉,可以避免不同基质间的能量损耗,有益于提高发光效率;③不存在像多基质混合型荧光粉所存在的比例变化、荧光粉衰减时间与老化时间等不同而造成的颜色失调问题,对提高其显色性有很大帮助。

最近几年,有关报道单一基质白光荧光粉的文献大量出现,就其中掺杂的稀土离子可分为单离子掺杂和多离子掺杂单相白光荧光粉。Dy3+离子在蓝光和黄光发射区域有一对典型的4F9/2_6H15/24F9/2_6H13/2跃迁。科研工作者大量的科学实验表明,可以通过改变基质中碱土金属阳离子的种类和含量来调整Dy3+离子的这对发射峰的相对强度和位置,进而可以获得不同的黄光和蓝光强度比(Y/B)。如果Y/B的值适当时便可使其色坐标位于白光区域得到暖白光[104]。另外,Eu2+和Ce3+的5d-4f跃迁一般在基质中是宽带电子跃迁,因为5d轨道裸露在外,能级跃迁易受化学键性质和基质晶格环境的影响,通过调节晶格环境可以使发射波长从紫外区域到红外区域任意变化。除常见的Eu2+和Ce3+外,Eu3+,Mn2+,Tb3+也常被作为单一基质白光荧光体系中的激活离子。其中最为常见的单一基质荧光粉是两种离子共掺杂的,如Ce3+_Mn2+,Eu2+_Mn2+[105~107]。(www.daowen.com)

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