用于白光LED的Ca2BO3Cl：Eu2+发光特性研究[2]

　　图2(b)显示，Ca2BO3Cl：Ce3+ 材料的发射光谱为一主峰位于425nm非对称宽谱，对应Ce3+ 的5d-4f 电子跃迁发射。监测425nm发射峰，所得激发光谱呈多峰特征，主峰位于258、321和350nm。

　　图2(a)和(b)显示，Ca2BO3Cl：Ce3+ 的发射光谱与Ca2BO3Cl：Eu2+ 的激发光谱有很大部分的重叠，满足共振能量传递的必要条件[20]。基于此，将Ce3+掺杂于Ca2BO3Cl：Eu2+ 材料中，且固定Ce3+ 掺杂浓度为3mol%，研究Eu2+ 掺杂量改变时材料的黄色发射峰强度的变化情况，结果如图3所示。可以看出，两种情况下，随Eu2+ 掺杂量的增大，材料的发射强度均表现出先增大、后减小的变化趋势。但是，掺杂Ce3+ 的材料具有更大的发射强度。这说明，添加Ce3+，有效地增强了材料在紫外-近紫外及蓝光区域的吸收，通过Ce3+ 对Eu2+ 的能量传递，很好地提高了Eu2+ 的发射强度。可见，对于Eu2+ 激活的Ca2BO3Cl材料，Ce3+ 是一种很好的敏化剂。

　　3.2.2　CaCl2用量对材料发光特性的影响

　　图1显示，实验中过量的CaCl2并没有影响Ca2BO3Cl的晶体结构;但是图4中，材料的发射强度却受过量CaCl2的影响较大。随着CaCl2过量数的增大，发射强度逐渐增强，当过量5mol%时，材料的发射强度最大。这可能是过量的CaCl2弥补了因高温挥发损失的CaCl2，同时，部分起到了助熔剂的作用，从而提高了材料的发射强度;随着CaCl2用量的进一步增大，发射强度逐渐减弱，这可能是由于引入的过量CaCl2使Ca2+ 格位数增加，相对而言，Eu2+ 的数量减小，从而发射强度下降[21]。

　　3.2.3　H3BO3

　　用量对材料发光特性的影响由图1可知，过量的H3BO3并未引起材料晶体结构的变化;然而，图5显示过量的H3BO3却影响了材料的发射强度。随着H3BO3过量数的增大，材料发射强度先增大，当过量15mol%时达到最大;而后，随过量数的增大，发射强度逐渐减小。此外，实验结果显示，随着H3BO3用量的增大，不仅材料的发射强度下降，而且材料的硬度逐渐增加，当过量到25mol%时材料已不宜应用，此时必须降低材料的合成温度，才能获得硬度适中的材料。

　　3.3　白光和黄光LED的色坐标

　　取CaCl2和H3BO3分别过量5mol%和15mol%时，获得的Ca2BO3Cl：Eu2+ 材料作为研究对象，将材料分别与400nm长波紫外LED芯片和460nm　InGaN蓝光LED芯片组合，在20mA正向偏压驱动下，分别获得了黄光和白光发射。图6给出了黄光LED及白光LED的色坐标，分别为(0.4　5　9，0.487)和(0.339，0.351)。可以看出，Ca2BO3Cl：Eu2+ 材料是一种在白光LED领域有很好应用前景的蓝光激发型黄色发光粉。

　　4　结　论

　　采用高温固相法，合成了适于紫外-近紫外光及蓝光激发的黄色发光粉Ca2BO3Cl：Eu2+。相较YAG：Ce，Ca2BO3Cl：Eu2+ 的光谱覆盖范围更靠近长波方向，且在蓝色区具有宽的吸收谱带。同时，通过添加敏化剂Ce3+，使用过量的CaCl2或H3BO3，有效地提高了材料的发射强度，最佳的CaCl2和H3BO3用量分别为过量5mol%和15mol%。将材料与紫外或蓝光LED芯片组合，所得白光及黄光LED的色坐标分别为(0.339，0.351)和(0.459，0.487)。研究结果显示Ca2BO3Cl：Eu2+ 在“蓝光LED芯片+黄色发光粉”型白光LED领域具有很好的应用前景。

编辑：妮子