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發布時間：2021-10-28 文章出自：http://www.69ru.cn/
白光LED燈珠用紅色熒光粉的研究
現有技術所研制出的白光LED燈珠熒光粉普遍存在顯色指數低、色溫高、偏向于冷白光等問題，主要的原因是所制備的熒光粉中缺少紅光成分，因此研究具有高效率的紅色熒光粉尤為重要。按目前研究狀況，按基質材料分類可主要分為以下幾種體系。
1.硫化物、硫氧化物和氧化釔體系
堿土金屬可以用來充當硫化物紅色熒光粉基質的陽離子， Eu2+為硫化物熒光粉的激活離子且這類熒光粉的發光效率也較高，在白光燈珠中的應用十分廣泛。一些學者利用固相反應法將 Ca 元素摻入到 SrS： Eu2+基質，制備出了(Cax,Sr1-x)S： Eu2+紅色熒光粉材料，通過研究測試發現：摻雜劑的引入會引起樣品發射峰位置的改變，當 Ca2+濃度的增加時，會使主發射峰位置向長波方向移動，并且強度也隨之增強。
以氧化釔或硫氧化物為基質的紅色熒光粉其激活離子通常選用 Eu3+，激發峰在通常在 350nm、 380nm、 460nm 范圍處，另一些學者研制出了 Y2O2S： xEu3+紅色熒光粉，且研究結果表明，其發射峰位置隨著Eu3+離子濃度的逐漸增加向右偏移最終可達到 626nm 處。
利用射頻濺射法成功研制出 Y2O2S： Eu 發光薄膜材料，測試得出，其發光光譜與商用的 Y2O2S： Eu 熒光粉十分類似。盡管可被近紫外光以及藍光 LED 芯片激發的氧化釔或硫氧化物紅色熒光粉已被開發出來， 但是由于其基質發光效率偏低因而限制了其使用的廣泛性。此外，硫化物熒光粉材料的化學性質及其不穩定，遇高溫或水即發生分解，容易危害環境。
2.氮化物體系
氮化物體系紅色熒光粉其基質具備優異的熱穩定性及化學穩定性，因此被廣泛研究，通常選用 Eu2+為激活離子。 Sr2Si5N8： Eu 紅色熒光粉可吸收的波長范圍從近紫外到藍綠光且發射的黃、橙、紅光波長范圍從 550 nm~750 nm，且效率很高，其發射波長隨 Eu2+摻雜濃度的增加逐漸向長波方向紅移，通過熒光測試發現，此LED燈珠用紅色熒光粉具有良好的發展前景。
利用高溫固相法制備出以 CaAlSiN3 為摻雜 Eu2+的熒光粉粉體，經研究測試表明在溫度為 1 700℃ ，壓力為 0.65 MPa 下保溫 3 h 且摻雜濃度為 4mol%時所制備出的熒光粉結晶性能最好發光強度最高。
到目前為止，對比商業的硫化物紅粉來說，氮化物紅粉的紅光具有更大的可控制性，而且其物理化學性質也高于硫化物。但是，氮化物紅色熒光粉對制備條件的要求卻十分的嚴苛，一般要在高溫達到1400℃~2000℃ 、長時間保溫并且需要在氮氣的保護下才能制備出來。這必將增加熒光粉的成本同時也會耗費大量的資源。
3.硅酸鹽體系
硅酸鹽體系眾多且性能優異，因此被廣泛用于熒光粉的研究，其激活離子通常選用 Eu3+用以制備紅色熒光粉。在探討以激活離子 Eu3+摻雜硅酸鹽基紅色熒光粉的研究中，歸納了前人的研究經驗，在研究 Eu3+離子在 5D0→7F2 處的躍遷中分別利用了溶膠-凝膠法、凝膠-燃燒法、高溫固相法等，并且探討了不同的電荷補償劑、激活劑的摻雜濃度、助熔劑的添加狀況等影響因素對發光效果的影響。
以高純度的NH4H2PO4、CaCO3、 SiO2 等為原料，從含堿金屬的鹵化鹽中獲取電荷補償離子，采用高溫固相法制備出了適用于近紫外光芯片激發的 Ca5(PO4)2SiO4： Eu3+， A+(A=Na， Li， K)紅色熒光粉材料。經過研究測試得出，該熒光粉材料的熒光性能十分優異，其激發主峰位于 395nm 處，位于近紫外區內，發射主峰位于 615nm 處，熒光強度與色坐標十分接近于商業用的熒光粉。
利用溶膠凝膠法制備出了以 LaPO4-5SiO2 為復合基質摻雜 Eu3+為激活劑的紅色熒光粉。經測試研究表明所制備的硅酸鹽基紅色熒光粉的性能優異，Eu3+的最佳摻雜濃度為 7mol%，最佳激發波長位于 395 nm（紫光區）處，發射波長位于 612 nm（紅光區）處。
4.鎢鉬酸鹽體系
鎢鉬酸鹽是物理化學性質均非常穩定的無機材料，因而被廣泛應用為熒光粉的基質材料。在研究紅色熒光粉時其激活離子常選用 Eu3+，鎢鉬酸鹽用于紅色熒光粉的研究層出不窮。
利用燃燒法和溶膠－凝膠法結合固相法制備出了 Sr(1-x)MoO4： xEu3+紅色熒光粉。并且利用固相法合成了 Gd2(MO4)3(M=Mo，W)： Eu3+，Sm3+紅色熒光粉。經過測試得：所制備的熒光粉可被紫外（UV）光及藍光有效的激發，且其發射波波長范圍與已被商用的以 GaN 為基質的紅色熒光粉的波長十分相近。(拓展LED http://www.69ru.cn)
