發(fā)布時間：2020-03-29 06:05

【摘要】：白光發(fā)光二極管(white light-emitting-diodes,簡稱w-LEDs)近年來廣受關注,因其具有體積小、使用壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點,被稱為是第四代照明光源。目前,實現白光LED的主要方式是熒光粉轉換型,其主要性能指標,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。因此,開發(fā)滿足使用需求且性能優(yōu)異的熒光粉具有重要的現實意義。另外,熒光粉發(fā)光性質與基質結構緊密聯(lián)系,利用結構特性對現有熒光粉進行性能優(yōu)化對以后的研究也具有指導意義。硅酸鹽物理化學性質穩(wěn)定、合成原料易得、結構可調節(jié)性高,是一類理想的基質。本文從晶體結構入手,以三種硅酸鹽,即Na2CaSi2O6、K2MgSi3O8和Na1.8Mg0.9Si1.1O4,作為研究對象,利用組分同構和能量傳遞原理,實現了發(fā)光性能的調節(jié)與優(yōu)化,具體內容包含以下幾個方面:·1、利用高溫固相法合成了Na2CaSi2O6:Ce3+藍色熒光粉,測量了其外量子效率。利用晶體同構思想,合成了Na2Ca1-xSrxSi2O6:Ce3+固溶體熒光粉,Rietveld精修表明Sr2+在Na2CaSi2O6基質中存在擇優(yōu)占據現象,這樣導致了固溶體中兩種適合Ce3+占據的格位膨脹速率不一致。隨著Sr2+濃度的增加,Ce3+在兩種格位中產生遷移,這種遷移也體現在了發(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,探討了電荷補償劑的加入對于熒光粉發(fā)光性能的影響。另外,針對Eu3+在Na2CaSi2O6中不能還原的現象也應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的晶體結構,表明在K2MgSi3O8基質中僅存在一種K+格位,Eu2+占據其中時,電荷不匹配導致了K+空位的產生,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+藍色熒光粉,同樣由于Ce3+、K+的電荷不匹配導致了熒光粉中存在多重Ce3+發(fā)射。發(fā)現Ce3+、Tb3+存在能量傳遞,進一步合成了 K2MgSi3O8:Ce3+,Tb3+光色可調熒光粉。隨著Tb3+濃度的增加,實現了發(fā)光顏色從藍色到藍綠色的變化。其能量傳遞效率最高可達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)光位于藍光和紫外區(qū)。進一步通過能量傳遞原理,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、熒光粉轉換型逡逑該方式通過將熒光粉涂敷在ＬＥＤ芯片上來實現白光的產生，如圖１．１所示，這也逡逑是目前主流的白光ＬＥＤ實現方式。按照芯片種類及所涂敷熒光粉發(fā)光顏色來說，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、熒光粉轉換型逡逑該方式通過將熒光粉涂敷在ＬＥＤ芯片上來實現白光的產生，如圖１．１所示，這也逡逑是目前主流的白光ＬＥＤ實現方式。按照芯片種類及所涂敷熒光粉發(fā)光顏色來說，，又可逡逑分為以下三種：逡逑（１）
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ422;TN312.8

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本文編號：2605570