白光LED用红色荧光粉研究

1、白光LED用红色荧光粉研究一、研究背景.LED简介·高效节能：理论上可达300lm/W·无污染：无汞·寿命长：10万小时·响应快：< 60纳秒·体积小21世纪绿色光源，现代照明的发展趋势2.白光LED的产生方式3.LED用红色荧光粉简介·补偿LED的红色缺乏，特别是在 “blue LED + YAG:Ce” 器件中以实现低色温和高显色性。·目前报道的和应用的红色荧光粉主要有:(Ca,Sr)S:Eu, Y2O3:Eu, Y2O2S:Eu, YVO4:Eu,3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Eu,

2、 MxSiyNz:Eu (M=Ca, Sr, Zn)·一直以来，红色荧光粉不是稳定性差就是效率低，已是LED乃至白光LED发展的瓶颈。二、(Ca1-xSrx)S:Eu 红色荧光粉·Yunsheng Hu, Weidong Zhuang* et al. Preparation and Luminescent Properties of(Ca1-x,Srx)S:Eu2+ red-emitting phosphor for White LED. J. Lumin. （SCI）, 2005, 111(3): 139-145·胡运生,庄卫东*等. Sr/Ca比变化对红色荧光

3、粉(Ca1-xSrx)S:Eu2+的影响 . 中国稀土学报, 2004, 22(6): 854-8571.样品制备工艺2.添加剂的影响添加剂掺杂量对样品发射强度的影响添加剂直接加入到原料中，可以减缓荧光粉的焙烧，从而使得样品保持粉末状，可被直接使用，因此可以省略焙烧后的研磨工段（研磨引起热应力和位错而降低样品的发射）3.XRD 分析左图:分别采用硫化物（a）和硫酸盐（b）合成SrS:Eu 的XRD图谱；右图:不同Sr/Ca比下(Ca1-xSrx)S:Eu的XRD图谱不同 Sr/Ca比下样品的晶胞参数:r(Sr2+)=1.13Å, r(Ca2+)=0.99Å, r(Eu2+)

4、=1.17ÅSrS:Eu的立方结构， Eu2+（红色）占据Sr2+（蓝色）的位置, Oh 对称 强的晶体场4.发光性能晶体场影响下Eu2+的4f7和4f65d1 能级示意图不同Sr/Ca比下样品的发射光谱不同Sr/Ca比下样品的激发光谱5.余辉特性当前合成的硫化物荧光粉(1)同商用硫化物长余辉荧光粉(2)的余辉曲线(左图)及发射光谱(右图, ex =460nm )比较6.白光LED中的二次性能制灯与性能测试均在鑫谷光电股份有限公司完成。 (IA=30mA, IM=20mA, Tc=25)，当 (CaS:Eu)GP-0761 : (YAG:Ce) GP-0753=1:2, x=0.33

5、4, y=0.337, CRI = 98, Tc = 5500K7.小结·以硫化物为原料，在CO气氛下固相合成了(Ca1-xSrx)S:Eu荧光粉。合成路线工艺流程简单。·(Ca1-xSrx)S:Eu 能够被430500nm波段的可见光有效激发而表现为宽谱的红光发射，这与蓝光LED芯片非常匹配；同时，可以通过调整基质中Sr、Ca的比例而得到适合的发射波长。·二次性能测试表明，(Ca1-xSrx)S:Eu荧光粉的稳定性得到了很大改善，是LED用红色荧光粉的一个较好选择。三、CaMoO4:Eu 红色荧光粉·Yunsheng Hu, Weidong Zhuan

6、g, et al. A Novel Red Phosphor for White Light Emitting Diodes. J. Alloys Compd.（SCI）, 2005, 390:226-229·Yunsheng Hu, Weidong Zhuang, et al. Luminescent Properties of Samarium Ion in Calcium Molybdate. J. Rare Earths, 2004, 22(6):821-824·庄卫东, 黄小卫, 胡运生, 等. 一种白光LED用红色荧光粉及其制备方法和所制成的电光源. 中国发明专

7、利: 2003101016297·庄卫东, 黄小卫, 胡运生, 等.白光LED用复合氧化物荧光粉及其所制成的电光源. 中国发明专利: 200410080483.71.样品的固相法制备工艺2.样品的共沉淀法制备工艺3.制备工艺比较Ð* （D90D10）/ D50IR1*, IR2* : 分别为在ex = 465, 395 nm 下的相对发射强度4.XRD分析固相法 (a) 和共沉淀法 (b)制备的CaMoO4:Eu的XRD谱图CaMoO4的晶体结构简图， Td对称，性质稳定,Eu3+占据Ca2+的位置，为不等价取代5.发光性能未被激活的CaMoO4 的发射光谱(em = 50

8、3 nm )6.发光特性Eu3+激活的CaMoO4 的发射光谱Eu3+激活的CaMoO4 的激发光谱(em = 614 nm )Sm3+激活的CaMoO4 的激发光谱 (em = 645 nm )Sm3+激活的CaMoO4 的发射光谱 (ex = 405 nm )激发光谱比较 (em = 614 nm )CaMoO4:Eu,Sm的发射光谱7.几种LED用红色荧光粉比较465 nm 激发下的发射光谱比较395 nm 激发下的发射光谱比较8. 小结·分别采用固相法和共沉淀法制备了一种新型的CaMoO4:Eu红色荧光粉，它适用于紫外、紫光或蓝光LED芯片。·在CaMoO4:Eu,Sm中，存在着从Sm到Eu的能量传递，这在一定程度上提高了其发光效率，拓宽了其有效激发范围。·与其他荧光粉比较，CaMoO4:Eu色纯度高，化学性质稳定，发射强度更高，是LED用红色荧光粉的一个较佳选择。四、结论·合成并产品化了两种红色荧光粉(Ca1-xSrx)S:Eu和CaMoO4:Eu,(Sm)，产品牌号分别为GP-0761 、 GP-0762 。·通过合成工艺的改进，改善了(Ca1-xSrx)S:Eu的稳定性