AOM:白光LED用稀土荧光粉光谱调控策略最新综述
目前,全球约15-20%的能源被用于照明,而随着全球能源危机日渐凸显,绿色照明成为照明领域的趋势及可持续发展的重要课题。白光LED照明器件由于其使用寿命长、节能环保、安全性高等优点,已取代传统的白炽灯、荧光灯等成为新一代固态照明光源。白光LED照明器件的颜色输出主要取决于荧光粉,荧光粉决定了LED器件的显色指数、色温、效率等性能参数,因而荧光粉是LED照明器件的核心材料。稀土荧光粉由于其色纯度/亮度/发光效率高,色彩艳丽、物/化性能稳定等优点,成为了白光LED照明器件中主流且最具实用价值的荧光转换材料,并最早与InGaN蓝光芯片结合实现商业化白光LED照明器件。经过几十年的发展,各类白光LED用高性能稀土荧光粉逐步实现商业化,稀土荧光粉光谱调控理论及策略亦日臻完善。然而,科技的飞速发展及人们对高品质照明/显示的需求,对稀土荧光粉提出了更高的标准,因此,高性能稀土荧光粉的开发及其光谱调控对进一步提升白光LED器件性能具有重要意义。
中国科学院长春应用化学研究所尤洪鹏团队基于近年来主要工作及已有文献报道,结合一系列具体案例,全面总结了白光LED用稀土荧光粉光谱调节策略的最新研究进展。该综述首先介绍了稀土离子的5d-4f及4f-4f为代表的光谱特性,然后结合具体案例,列举并阐述了稀土荧光粉光谱调控的主要策略:1)离子/离子对/单元共取代实现基质材料组成,2)敏化离子-激活离子间能量传递,3)材料缺陷调控等。最后,作者讨论了稀土荧光粉光谱调节策略面临的挑战,并对未来发展方向进行了展望:1)单一基质中类自然界太阳光的全光谱发射,2)具有高亮度/窄带发射/单分散类球形荧光粉的研发用于宽色域显示器件背光源,3)理论计算手段用于预测荧光粉发射位置、半峰宽、及热稳定性等指标用于高性能稀土荧光粉的开发及其光谱调控,从而有助于研究人员深入理解材料结构微环境与光谱性能关系、红/蓝移、热猝灭等机制,实现荧光粉高效率甄选及光谱调控。
相关论文发表在Advanced Optical Materials(DOI:10.1002/adom.201900319)。
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