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全光谱白光LED照明用青色荧光粉的研究进展

叶信宇

国家离子型稀土工程技术研究中心江西省稀土荧光材料及器件重点实验室江西理工大学稀土发光材料及器件研究所江西省稀土学会稀土应用分会

摘要:BaSi2O2N2:Eu氮氧化物青色荧光粉因其具有窄带发射、FWHM<35nm,可被近紫外/蓝光芯片激发、发射带位于495 nm附近的青光区域,且制备过程无需高压条件等众多优点成为现有为数不多的商业化青色荧光材料,已在全光谱白光LED照明领域应用。然而,该类荧光粉因激发光谱和发射光谱重叠较大、形貌呈层状结构,普遍存在发光效率偏低、热稳定性较差等问题,针对以上问题,我们开展了以下工作:(1)首次将Si-C键引入到商用BaSi2O2N2:Eu2+氮氧化物体系荧光粉中,从晶体结构调控角度出发.研究了阴离子替位(C4-N3-)对样晶体结构变化、晶体场环境变化等对荧光粉发光性能和热稳定性的影响规律,获取了提升该系列荧光粉发光效率和热稳定性机理,合成的BaSi2O2N2-4/3xCx:Eu2+荧光粉热稳定性和发光效率得到大幅提升;(2)对比研究了阳离子单格位取代(Al3+-Si4+)与双格位取代(Lu3+/Al3+-Ba2+/Si4+)对BaSi2O2N2:Eu2+氮氧化物体系青色荧光粉热稳定性和发光效率的影响,合成的Ba0.9255i1.97O2N2:0.03Eu2+,0.045Lu3+,0.03Al3+青色荧光粉内量子效率高达69.55%,且在200℃时发光强度维持室温下的73.87%,为提升氮氧化物相关体系荧光粉的热稳定性和发光效率提供了一种可行性方法;(3)合成了一种超高量子效率、热猝灭小且耐水性好的新型BaLul.95Al2Ga2SiO12:0.05Ce3+青色荧光粉,在455 nm蓝光的激发下,BaLu1.95Al2Ga2SiO12:0.05Ce3+的内量子效率和外量子效率分别高达90.01%和60.93%,当温度为125℃时,样品的强度仍保持室温时92.14%,且在水中浸泡528h,其发光强度几乎与原样品相同;通过阳离子Al3+掺杂Ba35i6O12N2:Eu2+,调控Eu2+离子周围晶体场环境,样品的发射主峰可在512nm到495 nm之间调节,最优组分Ba2.85Si5.65Al0.35O12.35N1.65:0.15Eu2+具有较宽的激发和发射波段,其发射强度比Ba2.85Si6O12N2:0.15Eu2+高出36%,从而实现了高光效高热稳定性青色荧光发射。
会议名称:

2021国际产学研用合作会议(南昌)

会议时间:

2021-06-10

会议地点:

中国江西南昌

  • 专辑:

    工程科技Ⅰ辑; 信息科技

  • 专题:

    有机化工; 计算机软件及计算机应用

  • DOI:

    10.26914/c.cnkihy.2021.007107

  • 分类号:

    TP312;TQ422

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