【摘要】：發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)作為一種新型固體光源,以其節(jié)能、綠色環(huán)保、壽命長且體積小等諸多優(yōu)點,在室內(nèi)照明、液晶顯示以及背光源等方面顯示出巨大的應(yīng)用前景。獲取白光LED的途徑大致有三種:光轉(zhuǎn)換、多色LED芯片組合和多量子阱。光轉(zhuǎn)換法是目前較常用的方法,然而傳統(tǒng)YAG:Ce3+熒光粉由于顯色性低、色溫高等因素制約而難以滿足發(fā)展需求,因此利用近紫外芯片激發(fā)三基色熒光粉成為獲得白光LED具有發(fā)展?jié)摿Φ耐緩?因而發(fā)展高性能三基色熒光粉具有重要意義。目前合成熒光粉的主要方法是高溫固相法,但此種方法存在生產(chǎn)周期長、合成材料需要的溫度高、時間長、產(chǎn)物結(jié)塊嚴重等缺點,在這種情況下就需要一種更為優(yōu)良的熒光粉制備方法。燃燒法與高溫固相法相比,原料混合均勻后為非固體粉末形態(tài),這比高溫固相法中的球磨原料混合固態(tài)粉體的方法更均勻,每種成份控制也更為準確,具有容易、快捷的特點,因此在各種氧化物的合成中廣泛應(yīng)用。該技術(shù)是利用氧化劑和還原劑之間在低溫下點燃,繼而發(fā)生氧化還原反應(yīng)放出的熱量的原理。此外,這種合成方法具有節(jié)能、高效、和安全性高的優(yōu)點,而且產(chǎn)物具有良好的結(jié)晶度及發(fā)光強度。因而低溫燃燒法制備鋁酸鹽熒光粉對研究對白光LED的發(fā)展具有深遠的影響。鋁酸鹽基質(zhì)熒光粉具有較高的量子效率,良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性引起了人們的廣泛研究。本文利用低溫燃燒法制備了鋁酸鹽熒光粉并對其結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能進行了系統(tǒng)的表征分析,研究方法及結(jié)論如下。首先,利用低溫燃燒法制備了鋁酸鹽基發(fā)光材料Sr Mg A110O17:Eu2+,通過改變尿素用量、硼酸用量、初始爐溫和激活劑含量等,研究不同合成條件對樣品的發(fā)光性能的影響。并通過XRD圖分析結(jié)構(gòu)表明,燃燒法可合成單一相位的Sr Mg A110O17結(jié)構(gòu);光譜分析結(jié)果表明:Sr Mg Al10O17:Eu2+熒光粉可被近紫外LED芯片有效的激發(fā),其發(fā)射光譜分布在430~520nm之間,發(fā)射峰位于460nm,是藍光熒光粉的一種。其次,為了進一步提高MMg A110O17:Eu2+的發(fā)光強度,在MMg A110O17:Eu2+中共摻雜Er3+制備出MMg A110O17:Eu2+,Er3+熒光粉,對所得樣品進行表征分析,總結(jié)Er3+的摻雜濃度對產(chǎn)物發(fā)光性能的影響,并解釋熒光粉濃度猝滅的原理及Er3+對Eu2+的敏化作用機理。最后,為了進一步擴大熒光粉發(fā)射光譜的范圍,用同樣的方法制備MMg A110O17:Eu2+,Mn2+(M=Ca,Sr,Ba)熒光粉,對其結(jié)構(gòu)形貌和熒光性質(zhì)進行了研究,并且在現(xiàn)有機理基礎(chǔ)上深入討論了熒光粉中能量傳遞的機理,解釋Mn2+離子的摻雜對熒光粉發(fā)光性能的影響。本文的研究為熒光粉的制備采用了一種較新的方法—低溫燃燒法,并通過工藝的優(yōu)化提高熒光粉的發(fā)光性能,然后通過優(yōu)化了的工藝制備出Sr Mg A110O17:Eu2+,Er3+高亮度熒光粉和Sr Mg A110O17:Eu2+,Mn2+光譜可調(diào)熒光粉。關(guān)鍵詞:燃燒法;鋁酸鹽熒光粉;白光LED;能量傳遞
[Abstract]:As a new kind of solid light source, (light emitting diode,LED (Light emitting Diode) has shown great application prospect in indoor lighting, liquid crystal display and backlight, because of its advantages of energy saving, environmental protection, long life and small volume. There are three ways to obtain white LED: optical conversion, polychromatic LED chip combination and multiple quantum wells. Optical conversion is a common method at present. However, the traditional YAG:Ce3 phosphors are difficult to meet the development needs because of their low color rendering, high color temperature and other factors. Therefore, the use of near-ultraviolet chips to excite tricolor phosphors is a promising way to obtain white LED, so it is of great significance to develop high performance tricolor phosphors. At present, the main method of synthesizing phosphors is high temperature solid phase method, but this method has many disadvantages, such as long production cycle, high temperature, long time required for synthesizing materials, serious caking of products, etc. In this case, a better preparation method of phosphors is needed. Compared with the high temperature solid state method, the combustion method is more uniform than the ball milling method in the high temperature solid state method, and the control of each component is more accurate, which has the characteristics of easy and quick. Therefore, it is widely used in the synthesis of various oxides. This technique is based on the principle of redox reaction between oxidant and reducing agent igniting at low temperature. In addition, this method has the advantages of energy saving, high efficiency and high safety, and the product has good crystallinity and luminescence intensity. Therefore, the preparation of aluminate phosphors by low temperature combustion has a profound influence on the development of white LED. Aluminate matrix phosphors have been widely studied because of their high quantum efficiency, good thermal stability and chemical stability. In this paper, aluminate phosphors were prepared by low temperature combustion method, and their structure and luminescent properties were systematically characterized and analyzed. The research methods and conclusions are as follows. Firstly, the aluminate based luminescent material Sr Mg A110O17:Eu2 was prepared by low temperature combustion. By changing the amount of urea, the amount of boric acid, the initial furnace temperature and the content of activator, the effects of different synthesis conditions on the luminescent properties of the samples were studied. The structure analysis of XRD diagram shows that the single phase Sr Mg A110O17 structure can be synthesized by combustion method, and the spectral analysis results show that the Mg Al10O17:Eu2 phosphor can be effectively excited by the near ultraviolet LED chip, and its emission spectrum is distributed in the range of 430~520nm. The emission peak is located at 460 nm and is one of the blue phosphors. Secondly, in order to further improve the luminescence intensity of MMg A110O17:Eu2, MMg A110O17:Eu2 er _ 3 phosphors were prepared by co-doped Er3 with MMg A110O17:Eu2. The samples were characterized and analyzed, and the effects of Er3 doping concentration on the luminescence properties of the products were summarized. The mechanism of concentration quenching of phosphors and the sensitization mechanism of Er3 to Eu2 were explained. Finally, in order to further expand the range of phosphor emission spectrum, MMg A110O17:Eu2 _ (mn _ 2) phosphors were prepared by the same method. The structure, morphology and fluorescence properties of the phosphors were studied. On the basis of the existing mechanism, the mechanism of energy transfer in phosphors is discussed in depth, and the influence of doping of Mn2 ions on the luminescent properties of phosphors is explained. In this paper, a new method of low temperature combustion is adopted for the preparation of phosphors, and the luminescent properties of phosphors are improved by optimizing the process. Then the Sr Mg A110O17:Eu2 er 3 phosphors and the Sr Mg A110O17:Eu2 MNO 2 phosphors were prepared by the optimized technology. Keywords: combustion method; aluminate phosphor; White LED; energy transfe
【學位授予單位】：中國計量學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN312.8

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本文編號：2208211