【摘要】：白光發(fā)光二極管(white light-emitting-diodes,簡(jiǎn)稱(chēng)w-LEDs)近年來(lái)廣受關(guān)注,因其具有體積小、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),被稱(chēng)為是第四代照明光源。目前,實(shí)現(xiàn)白光LED的主要方式是熒光粉轉(zhuǎn)換型,其主要性能指標(biāo),如顯色性、色溫及能量利用效率等都與所使用熒光粉的發(fā)光性能息息相關(guān)。因此,開(kāi)發(fā)滿足使用需求且性能優(yōu)異的熒光粉具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。另外,熒光粉發(fā)光性質(zhì)與基質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系,利用結(jié)構(gòu)特性對(duì)現(xiàn)有熒光粉進(jìn)行性能優(yōu)化對(duì)以后的研究也具有指導(dǎo)意義。硅酸鹽物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、合成原料易得、結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)性高,是一類(lèi)理想的基質(zhì)。本文從晶體結(jié)構(gòu)入手,以三種硅酸鹽,即Na2CaSi2O6、K2MgSi3O8和Na1.8Mg0.9Si1.1O4,作為研究對(duì)象,利用組分同構(gòu)和能量傳遞原理,實(shí)現(xiàn)了發(fā)光性能的調(diào)節(jié)與優(yōu)化,具體內(nèi)容包含以下幾個(gè)方面:·1、利用高溫固相法合成了Na2CaSi2O6:Ce3+藍(lán)色熒光粉,測(cè)量了其外量子效率。利用晶體同構(gòu)思想,合成了Na2Ca1-xSrxSi2O6:Ce3+固溶體熒光粉,Rietveld精修表明Sr2+在Na2CaSi2O6基質(zhì)中存在擇優(yōu)占據(jù)現(xiàn)象,這樣導(dǎo)致了固溶體中兩種適合Ce3+占據(jù)的格位膨脹速率不一致。隨著Sr2+濃度的增加,Ce3+在兩種格位中產(chǎn)生遷移,這種遷移也體現(xiàn)在了發(fā)射與激發(fā)光譜的不規(guī)則變化中。2、利用高溫固相法合成了Na2CaSi2O6:Eu3+紅色熒光粉,探討了電荷補(bǔ)償劑的加入對(duì)于熒光粉發(fā)光性能的影響。另外,針對(duì)Eu3+在Na2CaSi2O6中不能還原的現(xiàn)象也應(yīng)用能帶理論給予了初步理論解釋。3、利用高溫固相法合成了K2MgSi3O8:Eu2+綠色熒光粉,利用Rietveld精修獲得了K2MgSi3O8的晶體結(jié)構(gòu),表明在K2MgSi3O8基質(zhì)中僅存在一種K+格位,Eu2+占據(jù)其中時(shí),電荷不匹配導(dǎo)致了K+空位的產(chǎn)生,這也是K2MgSi3O8:Eu2+中存在多重Eu2+發(fā)射的原因。4、利用高溫固相法合成了K2MgSi3O8:Ce3+藍(lán)色熒光粉,同樣由于Ce3+、K+的電荷不匹配導(dǎo)致了熒光粉中存在多重Ce3+發(fā)射。發(fā)現(xiàn)Ce3+、Tb3+存在能量傳遞,進(jìn)一步合成了 K2MgSi3O8:Ce3+,Tb3+光色可調(diào)熒光粉。隨著Tb3+濃度的增加,實(shí)現(xiàn)了發(fā)光顏色從藍(lán)色到藍(lán)綠色的變化。其能量傳遞效率最高可達(dá)51%,能量傳遞方式為電四極-電四極相互作用。5、利用高溫固相法合成了Na1.8Mg0.9Si1.1O4:Ce3+熒光粉,其發(fā)光位于藍(lán)光和紫外區(qū)。進(jìn)一步通過(guò)能量傳遞原理,合成了Na1.8Mg0.9Si1.1O4:Ce3+,Tb3+綠色熒光粉,表明了二者存在高效的能量傳遞,并測(cè)量了其量子效率。
【圖文】：

Ｆｉｇｕｒｅ邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ邋ａｐｐｒｏａｃｈ邋ｏｆ邋ｗ－ＬＥＤ．逡逑２、熒光粉轉(zhuǎn)換型逡逑該方式通過(guò)將熒光粉涂敷在ＬＥＤ芯片上來(lái)實(shí)現(xiàn)白光的產(chǎn)生，如圖１．１所示，這也逡逑是目前主流的白光ＬＥＤ實(shí)現(xiàn)方式。按照芯片種類(lèi)及所涂敷熒光粉發(fā)光顏色來(lái)說(shuō)，又可逡逑分為以下三種：逡逑（１）

（ａ）邋Ｐｈｏｓｐｈｏｒ邋Ｃｏｎｃｅｒｔｉｎｇ邋Ｉ．ＥＤ邐（ｂ）邋Ｃｏｌｏｒ邋Ｍｉｘｉｎｇ邋Ｉ．ＫＩ）逡逑圖１．１白光ＬＥＤ的集成方式逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ邋ａｐｐｒｏａｃｈ邋ｏｆ邋ｗ－ＬＥＤ．逡逑２、熒光粉轉(zhuǎn)換型逡逑該方式通過(guò)將熒光粉涂敷在ＬＥＤ芯片上來(lái)實(shí)現(xiàn)白光的產(chǎn)生，如圖１．１所示，這也逡逑是目前主流的白光ＬＥＤ實(shí)現(xiàn)方式。按照芯片種類(lèi)及所涂敷熒光粉發(fā)光顏色來(lái)說(shuō)，，又可逡逑分為以下三種：逡逑（１）
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ422;TN312.8

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本文編號(hào)：2605570