鎢酸鹽紅色LED螢光粉

1993年，LED的問世為照明領域帶來了一場意義重大的革命，隨後在1996年，通過採用GaN-LED晶片與YAG：Ce³⁺螢光粉組合發出白光，研製出第一隻白光LED固體光源。自此之後，白光LED以體積小、發熱量低、耗電量小、壽命長、反應速度快、環保及可平面封裝的優點而專迅速超越白熾燈、螢光燈等照明光源。

目前，實現白光LED主要有三種方法：一是用LED晶片所發光激發螢光粉，晶片和螢光粉發出的光混合形成白光，即螢光粉塗敷光轉變法；二是利用紅光、綠光、藍光LED製備 LED白光組件，即多色LED組合法；三是利用多個活性層使LED直接發白光，即多量子阱法。其中，螢光粉塗敷光轉變法是製造白光LED的主要途徑之一，目前已經商業化的產品絕大多數都是用這種方法製造的。

在這種方法中，螢光粉作為光的轉換物質所起的作用是至關重要的，它直接影響白光LED產品的發光效率、使用壽命、顯色指數及色溫等主要指標。在對於白光LED用螢光粉的研究方面，從綠粉與黃粉的製備到發光性能等均已達到成熟階段，然而紅粉的發光效率和穩定性則無法與其它粉相比。

近幾年來，已陸續開發出許多LED用新型紅色螢光粉，如：鹼土金屬多鋁酸鹽、矽酸鹽、鈦酸鹽、鍺酸鹽、砷酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽等紅色螢光粉；其中的鎢酸鹽體系紅色螢光粉與其它體系相比顯示了突出特點：(1)能夠有效吸收400nm附近的激發光；(2)與常用的 Y₂O₂S：Eu³⁺紅色螢光粉相比，相對亮度較高，約為前者的1.5倍；(3)在空氣中燒結即可，燒結溫度(700℃～900℃)顯著低於矽酸鹽、鋁酸鹽體系(1200℃以上)；(4)性質穩定，綠色無毒， 在紫外線輻射下不會產生硫化物等有毒氣體；(5)其最強發射峰位於615nm附近，發光顏色純正。

基於鎢酸鹽體系的紅色LED螢光粉有如上顯著的特點，它已經成為當前LED用紅色螢光粉的主要材料。例如，有研究人員採用溶膠-凝膠燃燒法製備鎢酸鹽紅色螢光粉，能製備得出穩定性好、色純度高及發光效率高的鎢酸鹽紅色螢光粉體，非常適合應用于白光LED。其製備的過程包括：

步驟1、先分別稱取硝酸鈉NaNO₃、硝酸鎂Mg(NO₃)₂•6H₂O、硝酸釓Gd(NO₃)₃•6H₂O、 硝酸銪Eu(NO₃)₃•6H₂O及鎢酸銨(NH₄)5H₅[H₂(WO₄)₆]•H₂O；然後將稱取的五種鹽分別溶於去 離子水中配成五種鹽溶液，最後將五種鹽溶液混合在一起形成混合溶液；

步驟2、先稱取檸檬酸加入步驟1得到的混合溶液中，經攪拌形成溶膠；然後將溶膠置於恒溫水浴鍋中加熱形成濕凝膠；最後經烘乾得到幹凝膠；

步驟3、將幹凝膠放入馬弗爐中煆燒，製備得到鎢酸鹽紅色螢光粉。

基於溶膠-凝膠燃燒法製備鎢酸鹽紅色螢光粉是一種摻銪新型紅色螢光粉，該紅色螢光粉具有鈣鈦礦結構，在這種結構中Eu³⁺ 離子所占的格位不具有反演對稱性，另外通過調整稀土銪離子的 摻雜量和工藝參數，可製備高純、均勻摻雜、細微性可控的單分散球形粉體，使其具有高穩定性、高色純度並能被近紫外和藍光有效激發的紅色螢光材料，能滿足白光LED對紅色螢光粉的要求，提高白光LED產品的發光效率及顯色指數等主要指標，具有經濟和社會效益。

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