新型单相三基色磷灰石结构白色荧光粉的制备及其发光系性能研究

随着国家半导体照明工程的启动,“十一五”计划予以的大量经费资助,加上我国白光LED用稀土荧光粉资源丰富,相关知识产权的建立,我国迅速进入白光LED照明市场。当前商用白光LED主要是依赖蓝光LED芯片激发黄色荧光粉, 通过光子能量下转换使荧光粉发出黄色光;荧光粉发出的黄色光与芯片剩余的部分蓝光经光学透镜复合成白光。由于LED 芯片与荧光粉随着温度升高和使用时间的延长,各自的发光效率会发生不同程度的改变,因此输出光会产生色温漂移。 为了克服上述缺陷,基于工艺、成本及技术现状等因素考虑, 研发具有高显色指数且激发峰位能与LED芯片较好匹配的单相白色荧光材料将起到决定性的作用。基于此,我校材料学院廖立兵教授课题组研发出一种新型单相三基色磷灰石结构 白色荧光粉Sr3.5Y6.5O2(PO4)1.5(SiO4)4.5:Ce3+/Tb3+/Mn2+ 。并且对其晶体结构、发光特性进行了研究。基于能量传递的特性,通过调变Ce3+与Tb3+/Mn2+之间的浓度比例,制备的荧光粉的颜色可以实现从蓝色到绿/红色,甚至从蓝色到白色调控。 使用我们制备的荧光粉组装的LED灯具有较高的显色指数 (Ra = 89.95),色温是6189K,色坐标是 (0.320, 0.318)。该成果成功解决了实现白光LED发射因缺少红光,发射复合出的白光显色指数不高和LED 芯片工作过程中随着温度升高和使用时间 的延长所产生色温漂移的问题。Sr3.5Y6.5O2(PO4)1.5(SiO4)4.5:Ce3+/Tb3+/Mn2+ 荧光粉是潜在的可以应用于白光LED的光转换材料。
上述研究成果发表于国际著名期刊《Journal of Materials Chemistry C》上:Haikun liu, Yi Luo, Zhiyong Mao, Libing liao* and Zhiguo Xia. A novel single composition trichromatic white-emitting Sr3.5Y6.5O2(PO4)1.5(SiO4)4.5:Ce3+/Tb3+/Mn2+ phosphor: synthesis, luminescent properties and applications for white LEDs. Journal of Material Chemistry C, 2014, 2, 1619-1627. [IF = 5.066]. 该论文被国内外同行引用高达59次,被RSC数据库评为年度最优秀论文之一。