基本信息
- 项目名称：
- 新型高效的稀土掺杂Mo-W基红色荧光材料
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本项目主要研制白光LED用Mo-W基红色发光材料，并与商用绿色及蓝色发光材料共同封装于紫色（309-405nm）芯片上，制得白光LED灯，流明效率达到100 lm/W，色温在3200K，显色指数为80。材料本身的稳定性、发光效率均优于商用Y2O2S：Eu3+红色发光材料。
- 详细介绍：
- 稀土荧光材料由于其光学性能优良，广泛地应用于LED半导体照明技术、PDP显示技术等领域。随着科学技术的发展及人们生活水平的提高，对荧光材料性能提出了更高的要求。芯片的发射波长从蓝光移到紫外光和近紫外光区，能够为荧光粉提供更高的激发能量，提高效率，这要求荧光材料有很高的光学性能。现有工业化红色荧光材料存在发光效率低、稳定性差、易潮解和潮解时发出难闻的气味等缺点。研究性能优良的红色荧光材料具有十分重要的实际意义。 目前，固相反应合成的GaN基半导体材料，在发光效率方面已取得了突破性进展，然而现有工业白光实现办法只是通过GaN芯片发出明亮的紫蓝色光激发YAG黄粉，获得的白光二极管显色指数差，与日光还有很大距离。另一种实现白光的办法为近紫外芯片激发红、绿、蓝三基色荧光材料，要求荧光材料对紫外光有足够的吸收，即在紫外-近紫外光激发下能够得到量子产率高的发光效果。解决此问题的首选材料是在近紫外光范围内应有宽而强的电荷转移吸收带，如钒酸盐、钼酸盐和钨酸盐等，氧原子→金属原子的电荷转移带较强，在紫外光的激发下，能量通过非辐射方式向激活离子转移。本想项目重点研究能适合于~400 nm近紫外光激发光转换型的稀土发光红色荧光材料。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 稀土荧光材料光学性能优良，广泛地应用于LED照明技术等领域。现有工业化的硫化物或硫氧化物等红色荧光材料存在发光效率低、稳定性差、易潮解和潮解时发出难闻气味等缺点。 本项目研究的利用高温固相法制备的稀土掺杂Mo-W基红色荧光材料，其性质稳定绿色无毒，在紫外线辐射下不会产生硫化物等有毒气体;与商用红色荧光粉相比，相对亮度较高约为前者的1．5倍；最强发射峰位于615nm附近，红光颜色纯正。
科学性、先进性
- 无
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品 图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 与商用绿色及蓝色发光材料共同封装于紫色（309-405nm）芯片上，制得白光LED灯。本课题中制备的红色发光材料相对亮度高，性质稳定，环保无毒，可用于显示屏、交通讯号显示光源，汽车仪表板、音响指示灯、尾灯，手机等一些电子产品的背光灯，照明光源。生产方式简单，易于得到高质量的产品，利于进行工业化生产。能够为LED材料生产厂家带来良好的经济效益。而且中国现在很多省都推出LED示范基地，政府也大力支持。
同类课题研究水平概述
- 张国有等采用高温固相反应方法制备了Gd2Mo3O9: Eu3+红色荧光材料。这种新型的荧光材料可以被紫外光(280nm)、近紫外光(395nm)和蓝光(465nm)有效激发，发射主峰位于613nm，发射光谱形状相似。在395nm、465nm的吸收光谱的波长与目前广泛应用的紫外光和蓝光LED芯片的输出波长吻合。 胡云生等采用固相法合成了CaMoO4: Eu3+红色荧光材料。它的激发光谱主峰位于394nm。发射光谱为线谱，主峰峰值为616nm。该红色荧光材料能与紫外光，发出色纯度较好的红光。 杨志平等采用固相法合成了SrMoO4: Eu3+红色荧光材料。它的激发光谱为比较特殊的双峰结构，两主峰分别位于394nm的近紫外区和464nm的蓝色可见光区。其发射光谱为线谱，主峰峰值为624nm，能与紫外和蓝色芯片匹配发出很好的红光。 Neeraj等将NaHCO3，Ln2O3(M=Y,Gd)，WO3，H2MoO4和Eu2O3混合后在500％灼烧48h，取出重新研磨后再在800℃灼烧60h，制得了NaLn(WO4)2-x (MoO4)x: Eu3+(Ln=Y,Gd)系列荧光材料和NaY1-yBiy(WO4)2: Eu3+系列荧光材料。NaY(WO4)2-x(MoO4)x: Eu3+在393nm和463nm附近有两个线状激发峰，将样品分别在400 nm和393nm光下激发得到的红光与Y2O2S: Eu3+,Sm3+的进行比较，当激发光谱在400nm时，样品的最高发光强度仅为Y2O2S: Eu3+,Sm3+的24mol%，而以393nm激发时，样品的最高发光强度可达Y2O2S: Eu3+,Sm3+的7.28倍。当激发波长与荧光材料的激发光谱相差只有几个纳米时，荧光材料的发光强度却可以相差几倍甚至几十倍，由此可见荧光材料的激发光谱与LED芯片发射光谱的匹配非常重要。 此外，国内外研究人员分别从不同研究思路探寻优质的红色荧光材料，有钒酸盐、硼酸盐、硅酸盐、锡酸盐、叠氮化合物、硫氧化物、磷酸盐、钛酸盐、碲酸盐等。但这些实验室研究离工业化还任重道远，现有工业化产品均为硫化物或硫氧化物，材料显色指数差、稳定性也不好，故研发新的高效、稳定性好、发光性能好的新型荧光材料势在必行。
