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1、白光LED用熒光粉的制備方法與研究進(jìn)展材物081：郭世忠指導(dǎo)老師：寧青菊（陜西科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院陜西西安710021）摘要：白光LED被稱(chēng)作第四代照明光源，有著龐大的市場(chǎng)。本文綜述了目前國(guó)內(nèi)外白光LED用熒光粉的幾種制備方法，總結(jié)了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，并指出了白光LED用熒光粉發(fā)展中需要解決的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：白光LED、熒光粉、制備方法Abstract：Whitelightemittingdiodeismentionedastheforthgenerationilluminatelamp，whi
2、chhashugemarket．Thispaperreviewsseveralluminescentmaterialssyntheticmethodsusedinpreparingwhitelightemittingdiodepresentlyathomeandabroadandsummarizestheirstrongpointsandweakpoints．Themainproblems0nthedevelopmentofthiskindOfphosphorsareindicated．Keyw
3、ords：whitelightemittingdiode、phosphor、preparingmethods一、引言白光LED與傳統(tǒng)照明光源相比有許多優(yōu)點(diǎn)，如：體積小、能耗少、響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)、無(wú)污染等，被喻為第四代照明光源。白光LED的諸多優(yōu)點(diǎn)，使其具有著龐大的未來(lái)照明市場(chǎng)和顯著節(jié)能前景，因此受到國(guó)內(nèi)外的高度重視。白光LED主要有三種實(shí)現(xiàn)形式：（一）藍(lán)光芯片激發(fā)黃色熒光粉使藍(lán)光和黃光混合得到白光。一部分藍(lán)光被熒光粉吸收，激發(fā)熒光粉發(fā)射黃光，發(fā)射的黃光和剩余的藍(lán)光混合，調(diào)控它們的強(qiáng)度比，即可得到各
4、種色溫的白光。當(dāng)然，也可加入可被藍(lán)光激發(fā)的紅光、綠光熒光粉得到白光。（二）紫外+近紫外芯片激發(fā)紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉使紅光、綠光、藍(lán)光混合得到白光。此外，還可選用兩基色，甚至四基色、五基色熒光粉。（三）將紅、綠、藍(lán)三色芯片按比例組合使紅光、綠光、藍(lán)光混合得到白光[1]。但是，由于LED器件光輸出會(huì)隨溫度的升高而下降，不同的LED下降程度差別很大，其結(jié)果是造成混合白光的色差[2]，使得用三基色LED芯片組裝實(shí)現(xiàn)白光的應(yīng)用受到了限制。使用熒光粉與LED組合實(shí)現(xiàn)白光的工藝，可以通過(guò)改變熒光粉的發(fā)射波長(zhǎng)
5、、熒光粉厚度來(lái)調(diào)節(jié)白光LED的色度、色溫等，因此被廣泛采用、發(fā)展迅速。目前,第二種實(shí)現(xiàn)方式得到廣泛地關(guān)注和積極地研究開(kāi)發(fā)[3]。二、熒光粉的制備方法熒光粉發(fā)光材料性能的優(yōu)劣將直接關(guān)系到白光LED產(chǎn)品的流明效率、顯色性及相關(guān)色溫等，因此，制備高純度，高穩(wěn)定性的熒光粉發(fā)光材料成為了現(xiàn)今研究的重點(diǎn)方向。目前合成熒光粉的方法有：高溫固相合成法、溶膠-凝膠法、均相共沉淀法、低溫燃燒合成法、水熱合成法、微波輻射合成法、高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法、表面擴(kuò)散法等。下面簡(jiǎn)單介紹幾種常用的制備方法：2.1高溫固相合成法所謂高
6、溫固相反應(yīng)是將金屬鹽或金屬氧化物按一定的比例充分混合，研磨后進(jìn)行煅燒，發(fā)生固相反應(yīng)后，直接或間接研磨得到超微粒子的一種制備方法。制備步驟一般為：首先按一定的化學(xué)配比稱(chēng)取反應(yīng)物，反應(yīng)物充分混合均勻之后，放入高溫爐內(nèi)，在某種氣氛下進(jìn)行一定時(shí)間的煅燒，之后，取出冷去，最后進(jìn)行研磨、過(guò)篩既得產(chǎn)品?；旌?、球磨高溫煅燒原材料提純漂洗產(chǎn)品篩分粉碎、球磨分選表面處理圖1高溫固相合成法制備熒光粉的工藝流程例如用高溫固相反應(yīng)成功地合成了Sr1.5Ca0.5P2O7Eu0.22+Mn0.22+紅色熒光粉[4]。Ram
7、babu.U[5]采用傳統(tǒng)的固相法合成了LnVO4(Ln=La,Y)系列紅色熒光粉，發(fā)現(xiàn)La和Y的量在一定比值下，有良好的發(fā)光強(qiáng)度，JongSeong[6]用Li作為助熔劑合成GdVO4:Eu，并研究Li的摻雜量對(duì)光學(xué)性能的影響。固相反應(yīng)通常在高溫下才能發(fā)生，是因?yàn)榉磻?yīng)物和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)有明顯的差異，生成產(chǎn)物涉及大量的結(jié)構(gòu)重排、化學(xué)鍵的斷裂和重新組合等。在高溫反應(yīng)過(guò)程中，決定反應(yīng)速度的三種重要因素是：反應(yīng)固體之間的接觸面積及其表面積；高溫固相法合成熒光粉體雖然比較成熟，能保證形成良好的晶體結(jié)構(gòu)，但焙
8、燒溫度高(1100~1400℃)，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，在雜相生成及粒度大小方面很難控制。此外，所得產(chǎn)品的硬度大，要得到適于應(yīng)用的粉末狀材料，就必須進(jìn)行后處理粉粹、過(guò)篩，包覆等既耗時(shí)又耗能，經(jīng)處理后的粉末樣品發(fā)光性能會(huì)衰減嚴(yán)重。此法雖然耗能很大，但是技術(shù)具有安全、無(wú)污染、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)。固相反應(yīng)甚至可以得到濕化學(xué)法得不到的產(chǎn)品。2.2軟化學(xué)合成方法2.2.1溶膠-凝膠法溶膠-凝膠法是新興的一種濕化學(xué)合成方法，利用這種方法制備的發(fā)光材料可以獲得較小的粒徑，無(wú)需研磨，且合成溫度比傳統(tǒng)的合成方法要低
