采用高温固相一步法合成了新型荧光粉Sr3(BN2)2（以下简写为SBN）。采用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、荧光分光光度计对荧光粉的相组成、形貌和发光性能进行表征。讨论了SBN荧光粉的缺陷发光机理和长余辉特性。结果表明, 所制备的样品SBN晶体为立方晶系Im-3m。在紫外区域有较宽的激发带, 发射光谱峰值位于525 nm, 半峰宽为3 334 cm-1。SBN荧光粉材料存在本征缺陷, 在基质中形成了Sr的空位, 在光激励下形成发光中心。进一步的余辉衰减曲线与热释光曲线也证实, 该材料存在固有缺陷, 其余辉时间约10 s。变温光谱显示, 当温度达到150 ℃时, 荧光强度是室温初始强度的43%, 优于稀土掺杂硼氮化物衰减到10%的结果。SBN荧光粉具有合成工艺简单、结构稳定、紫外波段激发获得长余辉绿光发射等优异性能, 在LED发光器和指示方面具有潜在的应用前景。

为了制备高性能的白光LED, 发光性能好的荧光粉是必不可少的。氮(氧)化物荧光粉有着发光效率高、可进行光谱剪裁、绿色环保、热稳定性好的优点, 可以成为制备白光LED的主要的荧光粉材料。本文综述了近几年来在氮(氧)化物荧光粉的晶体结构特征、制备方法, 发光性质及其在高亮度、高显色白光LED封装应用的最新进展, 并指出该领域研究过程中存在的问题：(1)含有不同非金属成份的氮(氧)化物新基质很少, (2)关于计算荧光粉晶体场变化的理论研究很少, (3) 目前单一基质白光发射荧光粉的发射普遍存在红色发射成分缺乏或不足、显色指数不高等问题。对该领域的发展趋势做出了展望, 希望推动新型高效白光LED用发光材料的研究, 继而提高白光LED研究应用水平。

采用CaxSi合金前驱物和EuB6常压氮化制备了CaAlSiN3∶Eu2+氮化物红色荧光粉。研究了不同烧结温度、添加助熔剂及二次烧结对发光性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、荧光分光光度计对发光材料的形貌、晶体结构、发光性能与热稳定性进行了研究。分析结果表明: 通过合金前驱物常压氮化法得到的氮化物荧光粉具有CaAlSiN3结构, 空间群为Cmc21。CaAlSiN3∶Eu2+红色荧光粉的最佳烧结温度为1 550 ℃。添加质量分数为6%的 SrF2助熔剂后, 荧光粉发光强度的提升效果最好。添加6% SrF2助熔剂及二次烧结后得到的荧光粉的晶粒生长更加完整, 颗粒度明显改善, 发射光谱的相对强度也明显提高, 比未加助熔剂单次烧结的荧光粉相对强度提高了近一倍。将发射峰位在640 nm的Ca0.98AlSiN3∶0.02Eu2+红色荧光粉应用在白光LED的封装中, 获得了色温为3 109 K、显色指数为92.5以及色温为4 989 K、显色指数为95.8的高显色白光LED, 说明本文合成的氮化物红色荧光粉可以实现暖白光和正白光高显色的白LED发光器件。

在还原气氛下采用高温固相法合成了Eu2+激活的硅酸盐基质白光LED用发光粉，运用扫描电子显微镜和荧光分光光度计分别对发光粉的形貌和激发、发射光谱进行了表征，并对其与YAG发光粉的封装特性进行了对比研究。结果表明，合成的硅酸盐基质白光LED用发光粉其激发光谱覆盖范围宽。采用不同波段的LED芯片进行封装时，和YAG发光粉相比，其色坐标、显色指数和流明效率波动不大，尤其是流明效率波动仅在8%左右，而且其老化性能也和YAG发光粉差别不大。对其和YAG LED的相对发射光谱研究表明，硅酸盐更适合暖白光LED的封装，硅酸盐发光粉粒径与封装流明效率规律变化的研究结果表明，较大粒径的硅酸盐发光粉有可能在大功率LED上有潜在的应用前景。