白光LED用新型硼酸盐材料制备及发光特性研究

白光LED作为一种新型的固体光源，在照明和显示领域有着巨大的应用前景。.本项目以制备用于白光LED的新型硼酸盐发光材料为目的。以硼酸盐为基质，Eu、Ce等为激活剂，采用固相法、溶胶-凝胶法等方法，制备适用于白光LED的各色发光材料。主要研究内容包括：1、制备以蓝光LED为激发源，发射黄光，或同时发射绿光和红光的发光材料；2、制备以紫外-近紫外光LED为激发源，发射全色单一白光的发光材料，或分别发射红、绿和蓝光的三基色发光材料。采用x射线衍射、扫描电子显微镜、光谱、荧光寿命等表征材料的性能；通过改变合成方法、合成条件、基质组分、激活剂等，来获得影响材料发光性能的因素，进而选择合适的实验条件来提高材料的发光性能；同时对激活剂在材料中的发光机理进行理论研究。本项目提出了一种适用于白光LED的新型硼酸盐发光材料体系，研究结果对白光LED的发展具有重要意义。

课题组很好的实施了原定计划，取得了一系列成果，如下：1、采用固相法制备了蓝光LED激发型硼酸盐黄色发光粉，如Ca2BO3Cl:Eu2+、LiSrBO3:Eu2+等；弄清了Eu2+在材料中的占位及晶体学格位，Eu2+的浓度猝灭机理等；获得了材料的最佳制备工艺，及最优的Eu2+掺杂量等。2、制备了紫外-近紫外光激发型碱-碱土硼酸盐、氯硼酸盐、硼酸盐及硼磷酸盐三基色发光粉，如Ce3+、Eu3+、Sm3+、Eu3+/Sm3+、Ce3+/Tb3+等激活的Ca2BO3Cl氯硼酸盐三基色发光粉；RE3+ (RE=Eu、Sm、Tb、Ce、Dy)掺杂的LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO3及Ba2LiB5O10等碱-碱土硼酸盐三基色发光粉；稀土掺杂的Ca3B2O6及Ba2Ca(BO3)2等硼酸盐三基色发光粉。3、制备了碱-碱土硼酸盐及硼磷酸盐单基质白色发光粉，如Ce3+/Eu2+掺杂的LiBaBO3和LiSrBO3，以及Eu2+/Mn2+掺杂的(Sr, Ba)B2P2O10等白色发光粉。4、此外，探索了一些新的基质体系，研究了稀土掺杂的碱-碱土磷酸盐、氯磷酸盐、磷酸盐、铟酸盐、钼酸盐、硅酸盐及氯硅酸盐等材料，如适于蓝色光激发的Sr3SiO5:Eu2+及Sr5-xCaxSi2O7Cl4:Eu2+等黄色发光材料，通过调整激活剂掺杂量或基质组分，控制了材料的光谱分布等，并研究了材料性能改变的原因及机理等；适于紫外光激发的SrIn2O4:Sm3+, Eu3+红色和Sr3La(PO4)3:Eu2+蓝绿色发光粉等。上述研究结果为白光LED用荧光粉的发展提供了实验和理论帮助，基于上述研究内容，课题组已发表相关学术论文66篇，其中SCI收录34篇、EI收录25篇。