發(fā)布時間：2018-08-25 19:17

【摘要】：白光發(fā)光二極管(LED)具有快響應(yīng)、長壽命、高效、節(jié)能、穩(wěn)定、環(huán)保等一系列優(yōu)點,在室外大型建筑照明、交通信號燈以及手機屏幕顯示等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,被稱為新一代固體照明光源。目前合成白光LED的方法主要有以下三種:第一種是用紅光、綠光、藍(lán)光三種LED芯片直接組合產(chǎn)生白光,需要生產(chǎn)對應(yīng)的三種電路,高昂的生產(chǎn)成本不利于其在市場上的普及;第二種是用藍(lán)光芯片涂覆黃光熒光粉產(chǎn)生白光,但是在產(chǎn)生的白光光譜中缺少較為有效的綠光和紅光成分;第三種是通過紫外或近紫外芯片與紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉的組合產(chǎn)生白光,但也面臨著顏色再吸收和配比調(diào)控的問題;為了克服上述困難,本論文的研究方向主要為:①制備能被紫外或近紫外光有效激發(fā)且熱穩(wěn)定性良好的綠光和紅光熒光粉;②研制能被近紫外光有效激發(fā)的單一基質(zhì)白光熒光粉。高溫固相法由于制備過程簡單、樣品結(jié)晶度高,成為了目前市場上廣泛使用的方法。本論文選取化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、合成溫度較低的鎢酸鹽為基質(zhì),用高溫固相法制備了幾種白光LED用熒光粉,并且通過J-O理論深入研究了稀土離子發(fā)光性質(zhì)與晶格周圍環(huán)境的聯(lián)系。具體內(nèi)容有:(1)利用高溫固相法合成了單摻Tb~（3+）的Li_3Ba_2Y_3(WO_4)_8綠光熒光粉。實驗發(fā)現(xiàn),在單摻Tb~（3+）的熒光粉中,當(dāng)摻雜濃度為x=0.1或者更低時,基質(zhì)本身會具有一定強度的藍(lán)光發(fā)射;之后,基質(zhì)的藍(lán)光發(fā)射會隨著Tb~（3+）濃度的增加而降低;熒光粉的發(fā)射光譜在綠光區(qū)域(550 nm)達(dá)到了峰值。另外,變溫光譜以及活化能的分析顯示,這種熒光粉具備良好的熱穩(wěn)定性。(2)利用高溫固相法合成了不同濃度Eu~（3+）摻雜的Li_3Ba_2Y_3(WO_4)_8紅光熒光粉。實驗發(fā)現(xiàn),在近紫外光394 nm激發(fā)下,這種熒光粉會發(fā)出很高強度的紅光,同時,它還具有很高的色純度。通過J-O理論的計算,得出Eu~（3+）在這種熒光粉中的躍遷幾率較高,所以Li3Ba2Y3-xEux(WO4)8具備了較高的量子效率。我們還得出這種基質(zhì)本身的折射率為2.21。對Li3Ba2Y3-xEux(WO4)8熱穩(wěn)定性的研究也顯示出這種熒光粉具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。(3)利用高溫固相法合成了Tb~（3+）/Eu~（3+）共摻的Li_3Ba_2Y_3(WO_4)_8白光熒光粉。實驗發(fā)現(xiàn),通過利用基質(zhì)本身的藍(lán)光發(fā)射,在Tb~（3+）濃度為x=0.1的基礎(chǔ)上,通過引入不同濃度的Eu~（3+）,熒光粉的發(fā)光會由綠光逐漸到達(dá)白光區(qū)域。同時,這種熒光粉具備良好的熱穩(wěn)定性。
[Abstract]:White light-emitting diode (LED) has a series of advantages such as fast response, long life, high efficiency, energy saving, stability, environmental protection and so on. It has a wide range of applications in outdoor large-scale building lighting, traffic lights, mobile phone screen display and other fields. Is called the new generation solid lighting light source. At present, there are three main methods of synthesizing white light LED: first, three kinds of LED chips, red light, green light and blue light, are used to produce white light directly, which need to produce three corresponding circuits. The high production cost is not conducive to its popularity in the market; The second is to coat yellow phosphors with blue chips to produce white light, but there is a lack of more effective green and red components in the resulting white light spectra; the third is to use ultraviolet or near ultraviolet chips with red and green. The combination of blue trichromatic phosphors produces white light, but also faces the problem of color reabsorption and ratio control. The main research direction of this thesis is to prepare a single substrate white phosphor which can be effectively excited by ultraviolet or near ultraviolet light and which has good thermal stability. High temperature solid-state method is widely used in the market because of its simple preparation process and high crystallinity. In this paper, several white LED phosphors were prepared by high temperature solid state method with stable chemical properties and low temperature tungstate as the substrate. The relationship between the luminescence properties of rare earth ions and the surrounding environment of the crystal lattice was studied by J-O theory. The main contents are as follows: (1) Tb~ (3) doped Li_3Ba_2Y_3 (WO_4) 8 green phosphors were synthesized by high temperature solid state method. It is found that in the phosphor doped with Tb~ (3), the blue emission of the substrate will have a certain intensity when the doping concentration is XG 0.1 or lower, and then the blue emission of the substrate will decrease with the increase of Tb~ (3) concentration. The emission spectrum of the phosphor reached its peak in the green region (550 nm). In addition, the analysis of temperature-varying spectra and activation energy shows that the phosphors have good thermal stability. (2) Li_3Ba_2Y_3 (WO_4) -doped Li_3Ba_2Y_3 (WO_4) red phosphors with different concentrations of Eu~ (3) were synthesized by high temperature solid state method. It is found that the phosphor can emit a high intensity of red light under the excitation of near UV 394 nm. At the same time, it also has a high color purity. By J-O theory, it is found that the transition probability of Eu~ (3) in this phosphor is higher, so Li3Ba2Y3-xEux (WO4) 8 has higher quantum efficiency. We have also obtained that the refractive index of the matrix itself is 2.21. The study on the thermal stability of Li3Ba2Y3-xEux (WO4) 8 also showed that the phosphor had excellent thermal stability. (3) the Tb~ (3) / Eu3 co-doped Li_3Ba_2Y_3 (WO_4) 8 white phosphor was synthesized by high temperature solid state method. It is found that the luminescence of the phosphors will gradually reach the white region by introducing different concentrations of Eu~ (3) on the basis of the blue emission of the substrate and the concentration of Tb~ (3) is 0.1. At the same time, the phosphors have good thermal stability.
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O482.31;TN312.8

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本文編號：2203847