氟化物和氟氧化物基白光LED用荧光粉的研制和设计

白光LED以其高效省电、寿命长、响应快及环保等特性，正成为21世纪的新一代光源。通过单一芯片荧光体转换的白光LED是目前的研究热点。目前对白光LED用发光材料的研究主要集中在碱土金属的硅铝酸盐、硅铝氮化物、硫属化合物、钨钼酸盐等基质化合物，以氟化物和氟氧化物为基质研究白光LED用荧光材料则少见。氟化物的低声子能量特征能减少离子激发态的猝灭，有利于提高发光效率，而氟氧化物则兼具氟化物和氧化物的特征。本题拟利用溶剂热法和高温固相法合成掺杂各种激活离子的氟化物和氟氧化物基荧光体；通过改变和调整基质的组成和结构，改变激活离子的种类，研究材料的发光性能，寻找适用于白光LED的高效发光材料，该材料在紫外、紫和蓝区有强的吸收能力，能够被紫外、紫和蓝光发射的LED芯片所激发，且荧光材料的红绿蓝发射的激发谱峰相同，并与激发源芯片的发射波长匹配；将氟化物和氟氧化物基质荧光体和匹配LED芯片封装，构制白光LED

通过单一芯片荧光体转换的白光 LED 是目前的研究热点，氟化物的低声子能量特征能减少离子激发态的猝灭，有利于提高发光效率，而氟氧化物则兼具氟化物和氧化物的特征。项目利用湿法和高温固相法合成掺杂各种激活离子的氟化物和氟氧化物基荧光体，通过改变和调整基质的组成和结构，改变激活离子的种类，研究材料的发光性能，寻找适用于白光 LED 的发光材料。(1)采用高温固相法合成稀土单掺或双掺NaLn4(SiO4)3F（Ln=La, Gd, Y），探讨发光性能。(2)利用湿法合成A2MF6: Mn4+ (A=Li, Na, K, Rb, Cs;M=Ti, Si, Ge, Sn)，探讨合成条件对Mn4+荧光性能的影响。(3)首次采用溶胶凝胶法合成4MgO•MgF2•GeO2: Mn4+纳米体系，利用不同的氟源将氟元素引入基质，探讨合成条件以及基质组成和结构的改变对荧光性能的影响。利用高温固相法合成铝酸盐基荧光粉，探讨电荷补偿剂（Li+, Na+, K+,Cl-）对Mn4+发光性能的影响。(4)以氮化硅、AlN和BN等为氮源，采用高温固相法对Sr3AlO4F基荧光粉进行氮化，探讨氮化对稀土离子掺杂体系的结构、形貌和荧光性能的影响。对于Sr3Al1-xSixO4-xNxF:Ce3+/Eu3+，改变Ce3+/Eu3+比例可在330 nm激发下近似得到白光。(5)采用高温固相法合成 Ba3LaNa(PO4)3F基荧光粉。Mn2+/Ce3+共掺时，Ce3+和Mn2+的发射都有所增强，呈现红白光。 (6)采用溶胶凝胶法合成Ca12Al14O32F2:Eu3+，颗粒直径约为40-100 nm。采用高温固相法合成Eu3+-Eu2+-Tb3+共存的Ca12Al14O32F2: Eu/Tb，Eu3+和Eu2+的发光随Tb3+浓度增加而增强且寿命延长，调整共掺离子的比例可得到淡蓝到白色的发光。首次采用燃烧法合成Eu3+-Eu2+共存、发光可调的Ca12Al14O32F2:Eu，改变合成条件调整Eu3+/Eu2+比例，发光呈现橙红-淡紫-深蓝-淡蓝色的变化。