【摘要】：白光發(fā)光二極管(WLED)是一種固態(tài)的照明和顯示光源,具有高效率、低耗能、長(zhǎng)壽命、環(huán)境友好、體積小、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),因此應(yīng)用前景巨大。與藍(lán)光LED和三色基LED相比,紫外光激發(fā)的LED顏色可以控制,均勻度更加好。發(fā)光材料的性能對(duì)紫外LED起著關(guān)鍵的作用,尋找合適的紫外光LED用熒光粉也就尤為必要。硼酸鹽因其合成溫度較低、顯色性好、光衰減率小、發(fā)光效率高、合成過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),而成為熒光材料研究的熱點(diǎn),研究并開(kāi)發(fā)具有應(yīng)用前景的各類硼酸鹽基白光LED用熒光粉也就顯得尤為重要。本文通過(guò)高溫固相法合成Sr_5MgLa_2(BO_3)_6和硼酸鋁基白光LED用熒光粉,探討熒光材料的晶格結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能,并對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行優(yōu)化來(lái)調(diào)控發(fā)光性能,探討其應(yīng)用的可行性。論文第一章簡(jiǎn)述白光LED的研究現(xiàn)狀、光致發(fā)光材料及發(fā)光機(jī)理、硼酸鹽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和論文的研究?jī)?nèi)容;第二章介紹實(shí)驗(yàn)的方法和樣品的表征手段;第六章為全文總結(jié);第三章至第五章為論文的重點(diǎn),分別探討了三個(gè)體系的發(fā)光性能,其研究?jī)?nèi)容為:第三章用高溫固相法合成單摻Sr_5MgLa_2(BO_3)_6:RE(RE=Eu~(3+),Dy~(3+),Tb~(3+),Sm~(3+),Bi~(3+),Ce~(3+),Pr~(3+),Tm~(3+))熒光粉,用X射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)來(lái)表征所合成樣品的形貌和結(jié)構(gòu),再利用激發(fā)和發(fā)射光譜分析其發(fā)光性能,根據(jù)發(fā)射光譜做出CIE圖表征其所發(fā)光的顏色。結(jié)果顯示:合成的樣品均為純相,每種激活離子都進(jìn)入到了基質(zhì)中并產(chǎn)生相應(yīng)的特征發(fā)光,其中Dy~(3+)為白光發(fā)射,Eu~(3+)、Sm~(3+)、Pr~(3+)為紅光發(fā)射,Bi~(3+)、Ce~(3+)、Tm~(3+)為紫光發(fā)射,Tb~(3+)為綠光發(fā)射。第四章用高溫固相法合成各種激活離子共摻Sr_5MgLa_2(BO_3)_6熒光粉,包括Sr_5MgLa_(2-x-y)(BO_3)_6:xBi~(3+),yM(M=Eu~(3+),Y~(3+))(0≤x,y≤1)、Sr_5MgLa_(2-x-y)(BO_3)_6:xEu~(3+),yDy~(3+)、Sr_5MgLa_(2-x-y)(BO_3)_6:xTb~(3+),ySm~(3+)、Sr_5MgLa_(2-x-y)(BO_3)_6:xBi~(3+),ySm~(3+)、Sr_5Mg_(1-x)La_(2-y)(BO_3)_6:xMn~(2+),yCe~(3+)等體系,其中,Sr_5MgLa_(2-x-y)(BO_3)_6:xBi~(3+),yM(M=Eu~(3+),Y~(3+))(0≤x,y≤1)樣品在340 nm光激發(fā)下,單摻Bi~(3+)的最強(qiáng)發(fā)射峰在431 nm處,發(fā)藍(lán)光,摻雜濃度為x=0.1時(shí)樣品發(fā)光強(qiáng)度最大;Bi~(3+)和Y~(3+)共摻時(shí),Bi~(3+)的發(fā)光強(qiáng)度顯著提高,且激發(fā)峰發(fā)生紅移;Bi~(3+)和Eu~(3+)共摻時(shí),在340 nm和396 nm光激發(fā)下,均產(chǎn)生434 nm和614 nm的發(fā)射峰,分別歸屬于Bi~(3+)的~3P_1→~1S_0躍遷和Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2躍遷。通過(guò)調(diào)控Sr_5MgLa_(2-x-y)(BO_3)_6:xEu~(3+),yDy~(3+)樣品中Dy~(3+)和Eu~(3+)摻雜濃度的比率,可以有效調(diào)節(jié)樣品的色度坐標(biāo),加入Eu~(3+)能提高熒光粉中的紅色成分。在Sr_5MgLa_(2-x-y)(BO_3)_6:xTb~(3+),ySm~(3+)體系中,Tb~(3+)的加入對(duì)Sm~(3+)的發(fā)光有敏化作用,并能夠?qū)崿F(xiàn)從綠光到紅光之間的顏色調(diào)控。在Sr_5MgLa_(2-x-y)(BO_3)_6:xBi~(3+),ySm~(3+)體系中,Bi~(3+)對(duì)Sm~(3+)的發(fā)光有敏化作用,使發(fā)光顏色可以調(diào)控。對(duì)于Sr_5Mg_(1-x)La_(2-y)(BO_3)_6:xMn~(2+),yCe~(3+)熒光體系,固定Ce~(3+)的濃度,改變Mn~(2+)的濃度,434 nm處的發(fā)射峰隨著Mn~(2+)濃度的增加而降低,說(shuō)明從Ce~(3+)到Mn~(2+)之間發(fā)生了能量傳遞。第五章利用高溫固相法合成稀土離子摻雜硼酸鋁基質(zhì)熒光粉Al_(4-x)M_xB_2O_9和Al_(18-x)8-x M_xB_4O_(33)(M=Eu、Tb、Dy)。稀土離子少量摻雜對(duì)基質(zhì)Al_(18)B_4O_(33)或Al_4B_2O_9的結(jié)構(gòu)影響不大,但不同合成溫度則得到不同結(jié)構(gòu)的發(fā)光材料。在900℃得到Al_4B_2O_9物相,1200℃~1300℃范圍得到Al_(18)B_4O_(33)物相,1000℃~1100℃范圍得到兩者的混合相。在兩種硼酸鋁基質(zhì)中,激活離子均表現(xiàn)出相應(yīng)的特征發(fā)射,且樣品Al_(18-x)M_xB_4O_(33)的發(fā)光強(qiáng)度明顯小于Al_(4-x)M_xB_2O_9(M=Eu、Tb、Dy)。
【圖文】：

日常生活中的發(fā)光材料大多為固體材料，，且絕大部分為無(wú)機(jī)化合物，能夠收外界不同形式的能量，并以光輻射的形式發(fā)射出來(lái)。這種吸收外界能量的過(guò)被稱為激發(fā)。按照激發(fā)形式的不同，發(fā)光材料大致可分為：①電致發(fā)光材料；②光致光材料；③化學(xué)或生物發(fā)光材料；④熱釋發(fā)光材料；⑤放射線發(fā)光材料；⑥陰射線發(fā)光；⑦聲致發(fā)光；⑧力致發(fā)光。無(wú)機(jī)化合物發(fā)光材料一般是以無(wú)機(jī)離子作為發(fā)光中心，根據(jù)發(fā)光中心的型可以分為：①稀土離子發(fā)光材料；②過(guò)渡金屬發(fā)光材料，比如 Mn2+，Mn4+發(fā)光材料按用途分類為：①低壓汞燈用發(fā)光材料；②LED 用熒光材料；PDP（等離子顯示板）用熒光材料。1.2.2 光致發(fā)光機(jī)理

圖 1-2 CIE 色度坐標(biāo)圖研究?jī)?nèi)容及意義遍的白光發(fā)射 LEDs 燈是結(jié)合藍(lán)光發(fā)射 InGaN 芯如 Y3Al5O12: Ce3+熒光粉[24]。這種光源能提供高范圍內(nèi)的強(qiáng)烈光譜發(fā)射，從另一方面來(lái)講，由溫高而且顯色指數(shù)（CRI）低，所以不能應(yīng)用到另外一種可供選擇的能夠產(chǎn)生高顯色指數(shù)暖白光、綠、紅三色熒光粉，這種方式制作的的 LED顯色指數(shù)。然而這種方法的缺點(diǎn)是紅光和綠光發(fā)損耗，所以很多團(tuán)隊(duì)試圖發(fā)展單相白光發(fā)射熒
【學(xué)位授予單位】：廣西師范學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ422;TN312.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2671929