本文選題：白光LED + 熒光粉��； 參考：《南昌航空大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：白光發(fā)光二極管(LED)由于其發(fā)光效率高、使用壽命長、環(huán)保和安全的優(yōu)良特性得到了廣泛的關(guān)注。LED芯片組合熒光粉實(shí)現(xiàn)白光是白光LED的主要實(shí)現(xiàn)方式,隨著紫外LED芯片的出現(xiàn),基于紫外光激發(fā)的白光LED得到了很大的發(fā)展空間,由于人眼對(duì)紫外光不敏感,得到的白光LED僅由熒光粉發(fā)出的顏色決定。為實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的白光LED,熒光粉在其中起著十分重要的作用。所以合成性能優(yōu)良的適用于紫外LED的熒光粉是決定白光LED技術(shù)發(fā)展的重要因素之一。本文通過稀土離子摻雜不同含氧酸化合物,得到了適用于紫外光激發(fā)單基質(zhì)白光熒光粉,同時(shí)也合成了適用于紫外光激發(fā)的藍(lán)色熒光粉,并對(duì)其發(fā)光性質(zhì)做了詳細(xì)探討。具體的相關(guān)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果如下:1.采用溶膠-凝膠法合成了Dy3+和Tm3+激活的GdNbO4單基質(zhì)白光熒光粉和藍(lán)色熒光粉。研究發(fā)現(xiàn),在紫外光激發(fā)下,GdNbO4:Dy3+能夠表現(xiàn)為白光發(fā)射,其中,GdNbO4:0.02Dy3+熒光粉的CIE坐標(biāo)為(0.3214,0.3427)。其陰極射線發(fā)光(CL)性質(zhì)與光致發(fā)光(PL)性質(zhì)相似,均呈白光發(fā)射。紫外光激發(fā)下,GdNbO4:0.02Tm3+呈藍(lán)光發(fā)射,發(fā)射譜線由Tm3+的1D2-3F4(457 nm)、1D2-3H6(361 nm)躍遷組成。在低壓電子束的轟擊下,其CL光譜以1D2-3F4(457 nm)為主的藍(lán)光發(fā)射,與商用FED藍(lán)粉(Y2SiO5:Ce3+,日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社,NP-1047)相比,GdNbO4:Tm3+表現(xiàn)出更好的色純度和發(fā)光強(qiáng)度。2.通過溶膠-凝膠法制備了Eu3+、Tb3+和Dy3+激活的YNbO4熒光粉,得到了色純度較好的白光發(fā)射。研究表明,Eu3+、Tb3+和Dy3+單摻雜YNbO4時(shí),其發(fā)射譜線由YNbO4基質(zhì)寬帶藍(lán)光發(fā)射和稀土離子(Eu3+、Tb3+、Dy3+)的特征線狀發(fā)射組成。研究表明在基質(zhì)和稀土離子之間存在能量傳遞,并且能量傳遞效率因離子而異。Eu3+、Tb3+、Dy3+最大能量傳遞分別為83.7%,91.5%和46.0%。當(dāng)Eu3+,Tb3+共激活YNbO4基質(zhì)時(shí),在紫外光激發(fā)下,YNbO4:Eu3+,Tb3+的發(fā)光顏色由分別來自YNbO4,Eu3+,Tb3+的藍(lán),紅和綠光組成,通過調(diào)整Eu3+、Tb3+的摻雜濃度和相對(duì)含量(比例)其發(fā)光顏色可以從藍(lán)光、藍(lán)綠光、綠光、紫光、紅光、白光燈進(jìn)行調(diào)控。在259 nm的紫外光激發(fā)下,其中YNbO4:0.015Eu3+,0.02Tb3+熒光粉所發(fā)出的白光CIE坐標(biāo)為(x=0.3275,y=0.3382),與CIE理想的白光(x=0.333,y=0.333)相接近。與Eu3+,Tb3+情況相似,當(dāng)Eu3+,Dy3+共激活YNbO4基質(zhì)時(shí),在紫外光激發(fā)下,通過調(diào)節(jié)稀土離子的摻雜濃度可以得到色純度較好的白光發(fā)射熒光粉。通過調(diào)整Dy3+、Eu3+的摻雜濃度和相對(duì)含量(比例)其發(fā)光顏色可以從藍(lán)光、藍(lán)白光、紫光、紅光、白光燈進(jìn)行調(diào)控。其中YNbO4:0.02Dy3+,0.04Eu3+同樣表現(xiàn)出白光發(fā)射,對(duì)應(yīng)的CIE坐標(biāo)為x=0.3445,y=0.2592。在低壓電子束激發(fā)下,YNbO4:Dy3+,Eu3+的CL發(fā)光性質(zhì)與PL相類似,并且CL強(qiáng)度隨激發(fā)電壓和燈絲電流強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。3.通過溶膠-凝膠方法制備了(LiGd)0.5TiO3:Dy3+熒光粉,研究發(fā)現(xiàn)Dy3+的藍(lán)光區(qū)發(fā)射(487 nm,4F9/2-6H15/2)較黃光區(qū)發(fā)射(580 nm,4F9/2-6H13/2)具有更大的發(fā)射強(qiáng)度,使得Dy3+單摻在基質(zhì)(LiGd)0.5TiO3難以呈白光發(fā)射。Dy3+的最佳摻雜濃度為4%摩爾分?jǐn)?shù),通過共摻Eu3+和調(diào)節(jié)其濃度,在(LiGd)0.5TiO3:Dy3+,Eu3+中實(shí)現(xiàn)了近紫外光激發(fā)下的單基質(zhì)白色發(fā)射。如(LiGd)0.5TiO3:0.04Dy3+,0.10Eu3+中,在391 nm的近紫外光激發(fā)下呈白光發(fā)射,其發(fā)光顏色對(duì)應(yīng)的CIE坐標(biāo)為x=0.3691,y=0.3352。進(jìn)一步研究表明,在(LiGd)0.5TiO3:Dy3+,Eu3+中Dy3+能向Eu3+傳遞能量,當(dāng)Eu3+摻雜濃度為30%摩爾分?jǐn)?shù)時(shí),其能量傳遞效率達(dá)到42.0%。4.通過溶膠-凝膠制備了Eu2+,Eu3+和B3+共摻雜的SrAl4O7熒光粉。研究表明,Eu3+在SrAl4O7中有兩種不同格位有兩種不同格位,即具有反演對(duì)稱中心和不具有反演對(duì)稱中心位置。Eu3+在SrAl4O7中的發(fā)射位置在B3+摻雜前后有著明顯的變化。高溫還原可將部分Eu3+還原成Eu2+,且通過改變B3+的摻雜量可以改變Eu2+的發(fā)射峰的位置和相對(duì)強(qiáng)度。在紫外光激發(fā)下,SrAl4O7:0.25B3+,Eu2+,Eu3+具有Eu2+的410和474 nm的寬帶發(fā)射峰和Eu3+的596和617 nm特征線狀發(fā)射。優(yōu)化摻雜濃度和還原條件,能夠得到近紫外光激發(fā)下的二、三價(jià)銪的同時(shí)發(fā)射的單基質(zhì)白光熒光粉,如SrAl4O7:0.25B3+,0.03Eu2+/3+熒光粉在383 nm激發(fā)下呈白光發(fā)射,其對(duì)應(yīng)的CIE坐標(biāo)為x=0.3251,y=0.2823。將Tb3+引入到SrAl4O7:B3+,Eu2+,Eu3+熒光粉體系中,其白光的色純度進(jìn)一步提高。
[Abstract]:White light emitting diode (LED) has been widely concerned because of its high luminous efficiency, long service life, environmental protection and safety. The main realization mode of white light LED is realized by.LED chip combined fluorescent powder. With the appearance of UV LED chip, the white light LED based on ultraviolet light has been greatly developed, due to human eyes. It is not sensitive to ultraviolet light. The obtained white light LED is determined only by the color of phosphor. In order to achieve efficient and stable white light LED, phosphor plays a very important role in it. So the synthesis of fine phosphor suitable for ultraviolet LED is one of the important factors to determine the development of white LED technology. Different oxygen containing compounds have been obtained for ultraviolet light excitation single matrix white light phosphor, and the blue phosphor suitable for UV excitation is also synthesized. The luminescent properties of the phosphor are also discussed in detail. The specific experiments and results are as follows: 1. the single matrix white phosphor activated by Dy3+ and Tm3+ is synthesized by the sol-gel method. It is found that GdNbO4:Dy3+ can show white light emission under UV excitation, in which the CIE coordinates of GdNbO4:0.02Dy3+ phosphors are (0.3214,0.3427). The properties of the cathode ray luminescence (CL) are similar to the properties of photoluminescence (PL), all of which are white light emission. Under ultraviolet light, the GdNbO4:0.02Tm3+ is blue emitting and emitting. The spectral lines are composed of 1D2-3F4 (457 nm) and 1D2-3H6 (361 nm) transitions of Tm3+. Under the bombardment of the low pressure electron beam, the CL spectrum is blue light emitting with 1D2-3F4 (457 nm), which shows better color purity and luminous intensity compared with commercial FED blue powder (Y2SiO5:Ce3+, Japan Asia Chemical Industry Corporation, NP-1047). The Eu3+, Tb3+ and Dy3+ activated YNbO4 phosphors were prepared, and the white light emission with better color purity was obtained. The study showed that when Eu3+, Tb3+ and Dy3+ doped YNbO4, the emission lines were composed of the characteristic linear emission of the YNbO4 matrix broad band blue light emission and the rare earth ions (Eu3+, Tb3+, Dy3+). The study showed that there was a energy transfer between the matrix and the rare earth ions. When the maximum energy transfer of.Eu3+, Tb3+, and Dy3+ is 83.7%, 91.5% and 46.0%., respectively, when Eu3+, Tb3+ activates the YNbO4 matrix, the luminescent colors of YNbO4:Eu3+ and Tb3+ are composed of YNbO4, Eu3+, Tb3+ blue, red and green light excited by ultraviolet light. Quantity (proportion) its luminescence color can be regulated from blue, blue, green, green, purple, red, white light. Under 259 nm ultraviolet light, the white light CIE coordinates of YNbO4:0.015Eu3+ and 0.02Tb3+ phosphors are (x=0.3275, y=0.3382), close to the ideal white light (x=0.333, y=0.333) of CIE, similar to Eu3+, Tb3+, when Eu3+, With the CO activation of YNbO4 matrix, the white light emitting phosphor with better color purity can be obtained by adjusting the doping concentration of rare earth ions under UV excitation. By adjusting the Dy3+, the doping concentration and relative content of Eu3+ can be regulated by blue light, blue white light, purple light, red light and white light lamp. Among them, YNbO4:0.02Dy3+, 0.04 Eu3+ also shows a white light emission, the corresponding CIE coordinates are x=0.3445. Under the excitation of the low pressure electron beam, the CL luminescence properties of YNbO4:Dy3+ and Eu3+ are similar to that of PL, and the CL intensity increases with the increase of the excitation voltage and the filament current intensity, and the.3. is prepared by the sol gel method. The blue light region emission (487 nm, 4F9/2-6H15/2) has a greater emission intensity than the Yellow Zone emission (580 nm, 4F9/2-6H13/2), which makes Dy3+ doped in the matrix (LiGd) 0.5TiO3 with the best doping concentration of 4% mole fraction of the white light emitting.Dy3+. By CO doping Eu3+ and adjusting its concentration, the near ultraviolet excitation is realized in (LiGd) 0.5TiO3:Dy3+. The single matrix white emission below, such as (LiGd) 0.5TiO3:0.04Dy3+, 0.10Eu3+, is emitted in white light under 391 nm near ultraviolet light, and the CIE coordinates of the luminescence color correspond to x=0.3691. Y=0.3352. further studies show that in (LiGd) 0.5TiO3:Dy3+, Eu3+ Dy3+ can transfer energy to Eu3+, when the concentration is 30% mole fraction. The transfer efficiency is 42.0%.4. through the sol-gel preparation of Eu2+, Eu3+ and B3+ Co doped SrAl4O7 phosphors. The study shows that Eu3+ has two different lattice positions in SrAl4O7 and there are two different types of lattice, that is, the launching position of the inverse symmetric center and the non symmetric center position.Eu3+ in SrAl4O7 is obvious before and after B3+ doping. High temperature reduction can restore part of Eu3+ into Eu2+, and change the position and relative strength of the emission peak of Eu2+ by changing the doping amount of B3+. Under UV excitation, SrAl4O7:0.25B3+, Eu2+, Eu3+ have 410 and 474 nm wideband emission peaks of Eu2+ and 596 and 617 nm characteristic linear emission of Eu3+. Optimize doping concentration and reduction conditions. The single matrix white light phosphor emitted at the same time of two, three valence europium excited by near ultraviolet light, such as SrAl4O7:0.25B3+, 0.03Eu2+/3+ phosphor is emitted in white light under the excitation of 383 nm, and its corresponding CIE coordinates are x=0.3251. Y=0.2823. introduces Tb3+ into SrAl4O7:B3+, Eu2+, Eu3+ phosphor system, and its white light color purity is further raised. High.
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN312.8

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本文編號(hào)：1910135