近紫外基白光LED用(CaCl2/SiO2):Eu,Mn橙红荧光粉的发光特性

近紫外管芯与三基色荧光粉组合的白光LED可实现高显色性和高色彩稳定性，在高质量和特种照明领域具有重要应用。目前，适合近紫外光激发的蓝、绿荧光粉较多，但橙红色荧光粉缺乏。基于能量传递原理的 (CaCl2/SiO2): Eu2+，Mn2+材料体系可望成为适于近紫外光激发的高效橙红光荧光材料。为克服该材料易潮解的问题，我们采用纳米级SiO2作为实验原料，通过高温固相反应，将CaCl2完全包覆于SiO2中，大幅度提高了该材料的化学稳定性和发光效率。本计划拟在前期工作基础上，系统研究材料在近紫外光激发下的发光性质、能量传递动力学过程、发光效率及其与材料组成和掺杂浓度的关系。重点研究Eu2+离子对近紫外光的吸收和随后向Mn2+离子的传能物理，提高这两个过程的效率，为研制具有自己知识产权的近紫外基白光LED用高效橙红色（CaCl2/SiO2）：Eu2+，Mn2+荧光粉奠定物理和实验基础。

近紫外管芯白光LED可实现高显色性和高色彩稳定性，在高质量和特种照明领域具有重要应用。目前，适合近紫外光激发的蓝、绿荧光粉较多，但橙红色荧光粉缺乏。本项目基于Eu2+→Mn2+能量传递机制，在CaCl2/SiO2体系中实现了材料的橙红光发射；采用Nano-SiO2对CaCl2:Eu2+,Mn2+进行包覆提高了其稳定性；Eu2+和Mn2+激发光谱一致表明了Eu2+向Mn2+的有效能量传递；其温度特性优良,150℃发光强度为室温的86%。以此为基础，本项目进一步研究了Eu2+和Mn2+共掺的Ca8Zn(SiO4)4Cl2、Ca3Al2(SiO4)3-δCl4δ、BaMg2Al6Si9O30和Sr2Mg3P4O15材料体系在近紫外光激发下的发光性质、能量传递动力学过程、传递效率与掺杂浓度的关系等物理问题，实现了Eu2+向Mn2+的有效能量传递，获得了Mn2+的橙红光发射。同时，本项目基于Ce3+单激活及Ce3+→ Mn2+能量传递机制，获得了适合白光LED用的新型发光材料CaO:Ce3+和Ca3Sc2Si3O12:Ce3+，Mn2+。CaO:Ce3+具有比商用YAG更丰富的红光成分和更优良的热稳定性，150℃发光强度为室温的90%，远高于商用YAG的75 %。；通过Ce-Mn能量传递增强了Ca3Sc2Si3O12:Ce3+,Mn2+橙红光谱成分，实现了绿、红光谱成分的均衡分布；利用该单一荧光材料与蓝色LED芯片可封装出显色指数高达92的白光LED器件。以上研究都为研制具有我国自主知识产权的白光LED用橙红色荧光粉奠定了物理和实验基础。