中科院宁波材料所:LED用稀土发光材料研究获进展

中国LED在线固态照明器件具有高效、节能、环保等优点,经过十多年发展已基本取代传统白炽灯、荧光灯而成为新一代照明光源。荧光粉具有波长转换功能,在决定LED白光性能如显色指数、色温、效率等方面起着重要作用,是LED照明器件的关键材料之一,研发效率高和热稳定性较好的荧光粉一直是人们追求的目标。

宁波材料所所属二级所先进制造所的光电功能材料与器件团队研发出一种新型Ba9Lu2Si6O24:Ce3+硅酸盐青色荧光粉;在160℃时,其荧光量子效率可维持室温的94%,表现出良好的热稳定性。该研究获国家发明专利一项(ZL201410545720.6),相关结果发表于Advanced Optical Materials(2015, 3(8), 1096-1101,入选封面文章)。

随后,该团队围绕Ba9Lu2Si6O24材料,利用Tb3+Tb3+量子剪裁和共振能量传递效应,获得了一种发光效率高达144%的绿色荧光粉,实现了可见光量子剪裁(J. Phys. Chem. C 2016, 120, 2362-2370);首次观察到Eu2+的异常红光发射,采用低温光谱手段追溯到了红光来源(Inorg. Chem. 2016, 55, 8628-8635);在此基础上,通过Ce3+Eu2+Mn2+共掺获得了单一白光?;窆曳⒚髯ɡ幌睿╖L201510780416.4),相关基础研究结果发表于J. Phys. Chem. C 2015, 119, 24558-24563;Materials Research Bulletin 2016, 80, 288-294。

近期,该团队通过理论和实验相结合,在Ba9Lu2Si6O24基青色荧光粉发光性能调控方面开展了系统研究。通过工艺优化,荧光内量子效率提升至90%,85℃/85%RH条件老化1600小时以上的光衰小于10%。仅采用该青色荧光粉与红粉复合,即可在NUV芯片上获得显色指数90以上的白光?;诙?span style="mso-spacerun:'yes';font-family:仿宋;font-size:12.0000pt;mso-font-kerning:1.0000pt;">Ba9Lu2Si6O24第一性原理电子结构计算和理解,结合光谱学的实验表征手段,该团队提出一种计算宽带隙无机非金属材料基体带隙的方法,并揭示了材料发光的热稳定性机理,除了热和声子相互作用可引起发光猝灭外,由热引起的材料吸收率下降是导致发光材料热猝灭的另一个原因。相关结果发表于J. Mater. Chem. C(2017, 5, 12365-12377,入选封面和热点文章)。

团队还将Gd3Al2Ga3O12Ce3+黄色余辉荧光粉稳态荧光内量子效率提升至82%,这为解决交流LED频闪问题提供了一种具有潜在价值的稀土发光材料。相关内容申请国家发明专利2项(2016112538620, 2016112538762),部分研究结果发表于Chem. Commun.(2017, 53, 10636-10639)并入选该期刊封底文章。

以上工作获伦敦布鲁内尔大学Jack Silver教授、中科院长春光机所张家骅研究员、日本国立材料研究所/厦门大学解荣军研究员、工信部广州电子五所徐华伟高工的支持,并获国家自然科学基金(NSFC11404351)、浙江省公益技术基金(LGG18E020007)、宁波市自然科学基金(2014A610122,2017A610001)的资助。



图1 相应期刊封面



图2 Ba9Lu2Si6O24:Ce3+青色荧光粉与红粉制备的近紫外基白光LED器件性能

图3 Gd3Al2Ga3O12Ce3+黄色余辉荧光粉发光照明及余辉光谱




来源:中国科学院宁波工业技术研究院(筹)官网


如需获取更多资讯,请关注LEDinside官网(www.zzfufeng.com)或搜索微信公众账号(LEDinside)。

【免责声明】
1、「LEDinside - 中国LED在线」包含的内容和信息是根据公开资料分析和演释,该公开资料,属可靠之来源搜集,但这些分析和信息并未经独立核实。本网站有权但无此义务,改善或更正在本网站的任何部分之错误或疏失。
2、任何在「LEDinside - 中国LED在线」上出现的信息(包括但不限于公司资料、资讯、研究报告、产品价格等),力求但不保证数据的准确性,均只作为参考,您须对您自主决定的行为负责。如有错漏,请以各公司官方网站公布为准。
【版权声明】
「LEDinside - 中国LED在线」所刊原创内容之著作权属于「LEDinside - 中国LED在线」网站所有,未经本站之同意或授权,任何人不得以任何形式重制、转载、散布、引用、变更、播送或出版该内容之全部或局部,亦不得有其他任何违反本站著作权之行为。
×
×