白光LED用红色荧光粉的研究进展

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当下,科学技术快速发展,人们节能环保的意识也逐渐增强。在这样的背景下,新型光源白光发光二极管(LED)凭借着其诸多优点成为了人类追求更高生活质量的必然选择,并迅速在照明市场占据了一席之地。白光LED的性能与其所用的荧光粉息息相关,尤其是以蓝光芯片和黄色荧光粉YAG:Ce3+组成的传统白光LED由于缺少红光组分,存在着显色性差、光色偏冷等问题,限制了其推广使用。无论是用于蓝光激发补充红光成分,亦或是作为紫外激发的三基色荧光粉之一,红色荧光粉都展现出了极大的重要性。为了提高白光LED中红色荧光粉的可用性,近年来学者们已经进行了大量的研究。本文以红色荧光粉为研究对象,从三个方面系统论述了其研究进展,并结合相关的研究工作进行分析总结,最后提出展望,具体内容如下:首先,按照干化学法和湿化学法两种类别,分别介绍了几种红色荧光粉常用的制备方法,包括基本原理和流程步骤等,结合具体实例探讨了每种方法中不同工艺参数对制得的荧光粉发光性能的影响以及对合成条件进行优化的方案,通过对比不同方法获得材料的形貌尺寸、发光强度和显色指数等指标上的区别之处,分析总结各个方法具有的优势,并指出其存在的问题。另外,还介绍了新型制备方法和不同方法之间的融合辅助。其次,以红色荧光粉的体系为划分,重点介绍红色荧光粉常用的几大基质。综合国内外研究,详细叙述了在改进现有的和开发新型的红粉基质上所做的工作,简要说明不同体系红粉的晶体结构及所用激活离子的发光特性,给出每种基质的优缺点,并指出现有红色荧光粉在与芯片的匹配程度、显色性和量子效率等性能上仍有进一步提升的空间。最后,从三个方面论述了对红粉发光行为和稳定性进行优化的处理方案,分别介绍了发光离子之间的能量传递效应和非发光离子共掺杂对材料发射光谱的调谐,电荷补偿效应对弥补晶格缺陷和提升内量子效率的作用,以及表面包覆对提高红色荧光粉的抗潮湿性能和热稳定性的积极影响,指出了目前研究中仍需完善之处,并提出了相应的几点建议。
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