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白光LED用碱土金属硅酸盐荧光粉的光谱性质

上传人:杨翼、金尚忠、沈常宇、唐寅宣、明江洲

上传时间: 2013-09-27

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作者杨翼、金尚忠、沈常宇、唐寅宣、明江洲
单位中国计量学院现代计量测试技术及仪器浙江省重点实验室、杭州大明荧光材料有限公司
分类号O482.31
发表刊物《发光学报》
发布时间2008年

  摘要: 采用固相法合成了A: ( SrBa) 3 SiO5 ∶0. 024Ce3 + , 0. 024L i+ ; B: Sr2. 73M0. 2 SiO5 ∶0. 07Eu2 + (M = Ba,Mg,Ca) ; C: ( SrBa) 3 SiO5 ∶xEu2 +三个系列的硅酸盐荧光粉。测量了它们的激发光谱和发射光谱。Ce3 +激活的硅酸盐荧光粉(A系列)有351, 418 nm两个激发峰, 418 nm这个峰较强。随着Ba离子含量的增加,发射光谱峰值波长出现了红移。因此,改变Ba离子的含量,可以改变荧光粉的发射峰值波长,进而调整白光LED的色坐标和显色指数等指标。Eu2 +激活的硅酸盐荧光粉(B, C系列)激发光谱是从350~450 nm的宽带激发。Ce3 +激活的荧光粉发射峰波长要比Eu2 +激活的短,在540~555 nm左右,而Eu2 +激活的发射峰波长在570~583nm范围。在Sr2. 73M0. 2 SiO5 ∶0. 07Eu2 +系列(B)中,M 取Ba时效果较好。在( SrBa) 3 SiO5 ∶xEu2 +系列(C)中, x取不同值发射光谱的峰值波长和半峰全宽有所变化,但是变化的规律不是很明显。用这两种元素作为激活剂的硅酸盐荧光粉均比较适合用于近紫外、紫外和蓝光芯片封装白光LED。在Sr3 SiO5 ∶Ce3 + , L i+和Sr3 SiO5 ∶Eu2 +中掺入Ba可以使发射峰红移。

  1 引言

  白光LED由于具有传统光源所不具备的多种优点,如长寿命、节电、可调光控制、耐振动、低电压驱动,以及不会造成环境污染等,因此现在用途越来越广[ 1 ] 。目前最成熟的白光LED 是用蓝光LED激发黄光荧光粉发光,混合产生白光;此外还可用紫光或近紫外LED去激发红、绿、蓝三种荧光粉产生白光[ 2~7 ] 。适合于蓝光激发的YAG荧光粉是比较成熟的一种荧光粉,第一款商用白光LED 就是日本日亚公司用蓝光芯片和YAG封装得到。不过显色指数不高,严格的来说是不符合照明标准的。近年来,也有很多关于氮化物荧光粉的报道[ 8~13 ] ,这类荧光粉合成条件较为苛刻,需要在高温高压下才能合成。此外,人们又研究出了较为容易合成的硅酸盐系列的荧光粉[ 14, 15 ] 。不过目前相关的报道并不是很多,还可以做进一步的研究。Ho Seong Jang等[ 13 ]报道了一种Sr3 SiO5 ∶Ce3 + , L i+ 黄色荧光粉。用405 nm或者460 nm的LED芯片激发这种荧光粉可以得到白光LED。用它和蓝光芯片封装得到的白光LED效率为31. 7 lm /W, Ra = 81, Tc = 6 857 K,色坐标为( x, y) = ( 0. 308 6, 0. 316 7) 。本文在此基础上用少量的Ba来取代Sr3 SiO5 中的Sr,发现随着Ba 掺杂含量的增加发射峰值红移, 由541. 12nm 红移到553. 75 nm。此外, Joung Kyu Park等[ 14 ]报道了在Sr3 SiO5 ∶Eu中用Ba部分取代Sr可以使发射光谱红移。本文在此基础上研究了用不同碱土金属来取代Sr的效果。此外,本文还研究了在( SrBa) 3 SiO5 基质中掺杂不同含量的Eu对发射强度的影响。

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