本文關(guān)鍵詞：稀土摻雜鉬酸鹽、磷酸鹽LED熒光粉的制備與發(fā)光性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：白光LED(WLED)是21世紀引人矚目的綠色光源,具有廣闊的市場與潛在照明應(yīng)用前景。對于商用WLED的制備,其離不開熒光粉貢獻,熒光材料的發(fā)展成為半導(dǎo)體照明技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。到目前為止,雖然研制出來的熒光粉不少于1000種,但商用的熒光粉具有自身所難以克服的缺點,如熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗腐蝕性、合成條件苛刻(高溫高壓),缺少紅色光譜成分導(dǎo)致顯色性差,色溫高等。本文主要集中于研制一種穩(wěn)定性優(yōu)越,易于合成,在近紫外有強吸收和藍光芯片匹配,發(fā)光效率高的新型LED用紅色熒光粉,并進一步研制LED用新型單一基質(zhì)的暖白光熒光粉。采用高溫固相法制備了鉬酸鹽、磷酸鹽兩類不同基質(zhì)的熒光粉,并研究了熒光粉的X射線粉末衍射(XRD)圖譜、漫反射光譜(DRS)以及發(fā)光特性。它們優(yōu)良的綜合性能為LED用熒光粉提供了新的選擇。主要工作如下：1、本文采用納米級的原料和長時間粉磨的方法用傳統(tǒng)高溫固相法在610。C下制備了新型LiLa1-x-y(MoO4)2:xSm3+,yEu3+(LL1-x-yM:xSm3+,yEu3+)鉬酸鹽紅光熒光粉,相比以往的熒光粉合成技術(shù)具有工藝簡單、合成溫度低、對設(shè)備要求低等優(yōu)勢。研究發(fā)現(xiàn)LL1-x(MoO4)2:xSm3+(LL1-xM:xSm3+)中S m3+最佳摻雜濃度為0.05 mol(χ=0.05),濃度淬滅方式為電偶極-電偶極相互作用。進一步的研究表明在熒光粉中存在S m3+到Eu3+的高效的能量傳遞,Eu3+可以拓寬和增強LL0.95-yM:0.05Sm3+,yEu3+熒光粉在紫外與可見區(qū)域的吸收并對發(fā)光顏色有調(diào)控作用。在403 nm近紫外光激發(fā)下,LL0.95-y,M:0.05Sm3+,yEu3+的色坐標(biāo)從y=0時的(0.553,0.445)變到y(tǒng)=0.12時的(0.629,0.370),有規(guī)律的接近標(biāo)準紅色坐標(biāo)(0.670,0.330)。LL0.83M:0.05 Sm3+,0.12Eu3+的發(fā)光顏色很純、發(fā)射強度很高,色坐標(biāo)(0.629,0.370)非常接近商用紅光熒光粉Y2O2S：Eu3+的色坐標(biāo)(0.631,0.350)。該熒光粉克服了商用紅光熒光粉不能有效被近紫外光子激發(fā)的難題,在400 nm左右的近紫外區(qū)域有強吸收,與商用的紫外LED芯片發(fā)射光譜非常匹配。本文研究表明LL1-x-y,M:xSm3+,yEu3+是WLED很有應(yīng)用前景的紅光熒光粉。2、磷酸鹽有物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、成本低廉等優(yōu)點。用傳統(tǒng)高溫固相法制備了新型Ba3Y1-x-y(PO4)3:xSm3+,yEu3+(BY1-x-yP:xSm3+,yEu3+)磷酸鹽紅光熒光粉。對光譜和熒光壽命的研究發(fā)現(xiàn)了S m3+到Eu3+高效的能量傳遞現(xiàn)象,S m3+既可以作為敏化劑又可以做發(fā)光中心,在這種基質(zhì)先前的研究中未見報道。研究還發(fā)現(xiàn)此熒光粉在近紫外區(qū)域有很好的吸收,發(fā)光效率較高。Sm3+-Eu3+共摻使紅光發(fā)射的激發(fā)譜變寬,解決了商用紅光熒光粉(Y2O3:Eu3+,Y2O2S:Eu3+)不能很好的跟LED芯片匹配和發(fā)光效率低的問題。Ba3Y1-x(PO4)3:xSm3+(BY1-xP:xSm3+)中Sm3+濃度高于0.04 mol就會發(fā)生發(fā)光猝滅,猝滅機理是電偶極-電偶極相互作用。在402 nm激發(fā)光激發(fā)下BY0.96P：0.04Sm3+和BY0.82P:0.04Sm3+,014Eu3+紅光發(fā)射的色度坐標(biāo)分別為(0.585,0.414)和(0.617,0.372)。Eu3+的引入可有效改善發(fā)光品質(zhì)、提高色純度。通過對其發(fā)光顏色的調(diào)控作用,可以滿足不同場合的使用要求。Sm3+-Eu3+共摻BYP可作為一種紅光熒光粉在WLED或LCD背光源上有潛在應(yīng)用。3、用傳統(tǒng)高溫固相法在空氣氛圍下制備了新型Sr3Y1-x-y(PO4)3:xDy3+, yEu3+(SY1-x-yP:xDy3+,yEu3+)熒光粉,并且對其結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進行了研究。這種單一基質(zhì)暖白光發(fā)射熒光粉制備簡單、對設(shè)備要求低,不需要在還原氣氛下合成。根據(jù)光譜和熒光壽命,對Dy3+到Eu3+能量傳遞進行了探討,也對相關(guān)機理進行了研究。研究表明可以通過調(diào)節(jié)Eu3+的摻雜濃度來控制發(fā)光色溫和色坐標(biāo)。在Dy3+-Eu3+共摻的SYP熒光粉中獲得了高色純度、穩(wěn)定、高亮度的暖白光發(fā)射。在393 nm激發(fā)下,SY0.92P:0.06Dy3+,0.02Eu3+發(fā)光的色溫為5484 K,比商用熒光粉YAG:0.06Ce3+色溫低。色坐標(biāo)(0.3325,0.3110),非常接近白光標(biāo)準點(0.333,0.333)。以前有關(guān)單一基質(zhì)白光熒光粉的報道中得到的白光色溫偏冷,也沒有這么接近標(biāo)準白光點。SY1-x-yP:xDy3+,yEu3+發(fā)光熱猝滅的性能和商用黃光熒光粉YAG:0.06Ce3+相近,發(fā)光穩(wěn)定性強。解決了熒光粉發(fā)光熱猝滅性能差的問題。結(jié)果表明,SY1-x-yP:xDy3+,yEu3+在暖白光LED熒光粉有潛在的商業(yè)應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：熒光粉 白光LED 發(fā)光性能 能量傳遞
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN312.8;TN104.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-31
• 1.1 引言15-16
• 1.2 照明發(fā)展史16-18
• 1.3 LED簡介18-22
• 1.3.1 LED結(jié)構(gòu)與發(fā)光原理18
• 1.3.2 LED白光獲得方式18-21
• 1.3.3 LED特點21
• 1.3.4 LED應(yīng)用與關(guān)鍵性技術(shù)難題21-22
• 1.4 LED熒光粉的組成與發(fā)光過程22-23
• 1.5 LED熒光粉的制備方法23-24
• 1.6 LED用熒光粉的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢24-28
• 1.6.1 藍光熒光粉25
• 1.6.2 綠光熒光粉25-26
• 1.6.3 黃光熒光粉26-27
• 1.6.4 紅色熒光粉27-28
• 1.6.5 單一基質(zhì)的白光熒光粉28
• 1.7 本文的研究目的、內(nèi)容及創(chuàng)新點28-31
• 第二章 Sm~(3+)-Eu~(3+)共摻LiLa(MoO_4)_2新型紅光熒光粉的制備和光學(xué)性能研究31-44
• 2.1 引言31-32
• 2.2 實驗部分32-34
• 2.2.1 主要實驗原料與實驗設(shè)備32-33
• 2.2.2 熒光粉的制備33-34
• 2.2.3 性能測試34
• 2.3 結(jié)果與討論34-42
• 2.3.1 物相與結(jié)構(gòu)分析34-36
• 2.3.2 LL_(1-x)M：xSm~(3+)發(fā)光性能36-38
• 2.3.3 LL_(1-x-y)M：xSm~(3+),yEu~(3+)的發(fā)光性能和能量傳遞38-41
• 2.3.4 LL_(0.95-y)M：0.05Sm~(3+),yEu~(3+)熒光粉色坐標(biāo)調(diào)節(jié)41-42
• 2.4 結(jié)論42-44
• 第三章 新型Ba_3Y(PO_4)_3：Sm~(3+),Eu~(3+)紅光熒光粉的發(fā)光和能量傳遞的研究44-59
• 3.1 引言44-45
• 3.2 實驗部分45-47
• 3.2.1 主要實驗原料與實驗設(shè)備45-46
• 3.2.2 熒光粉的制備46
• 3.2.3 性能測試46-47
• 3.3 結(jié)果與討論47-58
• 3.3.1 物相與結(jié)構(gòu)分析47-49
• 3.3.2 BY_(0.96)P：0.04Sm~(3+)和BY_(0.86)P：0.14Eu~(3+)的發(fā)光性能49-53
• 3.3.3 BY_(1-x-y)P：xSm~(3+),yEu~(3+)的發(fā)光性能和能量傳遞53-57
• 3.3.4 BY_(0.96-x)P：0.04Sm~(3+),xEu~(3+)熒光粉色坐標(biāo)調(diào)節(jié)57-58
• 3.4 結(jié)論58-59
• 第四章 新型近紫外激發(fā)單一基質(zhì)暖白光熒光粉Sr_3Y(PO_4)_3：Dy~(3+),Eu~(3+)的研究59-76
• 4.1 引言59-60
• 4.2 實驗部分60-62
• 4.2.1 主要實驗原料與實驗設(shè)備60-61
• 4.2.2 熒光粉的制備61
• 4.2.3 性能測試61-62
• 4.3 結(jié)果與討論62-74
• 4.3.1 物相與結(jié)構(gòu)分析62-65
• 4.3.2 SY_(1-x)P：xDy~(3+)的發(fā)光性能65-67
• 4.3.3 SY_(1-y)P：yEu~(3+)的發(fā)光性能67-68
• 4.3.4 SY_(1-x-y)P：xDy~(3+),yEu~(3+)的發(fā)光性能68-72
• 4.3.5 熒光粉樣品的色坐標(biāo)72-73
• 4.3.6 變溫發(fā)光性能73-74
• 4.4 結(jié)論74-76
• 全文總結(jié)與展望76-78
• 參考文獻78-86
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文86-88
• 致謝88

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王志軍;田植;尤建琦;石獻;齊帥;李亞民;楊志平;李盼來;徐征;;白光發(fā)光二極管用單體白色熒光粉的研究進展[J];硅酸鹽學(xué)報;2016年01期

2 吳中立;張艷秋;陳寶玖;;KLa(MoO_4)_2:Sm~(3+),Eu~(3+)熒光粉中能量傳遞研究[J];稀有金屬材料與工程;2015年10期

3 董國帥;劉海波;羅莉;王銀海;;新型Sr_3Y(PO_4)_3∶Ce~(3+),Tb~(3+)綠光熒光粉的制備與發(fā)光機理的研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2015年08期

4 牛光宏;杜彬彬;;LED在商業(yè)照明中的應(yīng)用[J];照明工程學(xué)報;2015年03期

5 白曉菲;姜浩;徐晶;閆景輝;康振輝;連洪洲;;微乳液法合成白光LED NaLu(MO_4)_2:Eu~(3+)/Eu~(3+),Tb~(3+)(M=W,Mo)熒光粉[J];無機化學(xué)學(xué)報;2015年02期

6 楊志平;董宏巖;劉鵬飛;侯春彩;梁曉雙;王燦;魯法春;;Photoluminescence properties of Sm~(3+)-doped LiY(MoO_4)_2 red phosphors[J];Journal of Rare Earths;2014年05期

7 董國義;侯春彩;楊志平;劉鵬飛;董宏巖;梁小雙;;新型紅色熒光粉Ca_(0.5)Sr_(0.5)MoO_4:Sm~(3+)的制備及光學(xué)性能[J];光電子.激光;2014年01期

8 鄧玲玲;趙韋人;方夏冰;;熒光粉Ba_(3-x-y)P_4O_(13):xCe~(3+),yTb~(3+)的光譜分析[J];廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年02期

9 劉曉玲;;檔案庫房照明設(shè)備選擇[J];檔案管理;2013年01期

10 楊志平;宋延春;韓月;趙青;潘飛;周東站;;新型紅色熒光粉Sr_2ZnMoO_6∶Sm~(3+)的制備與發(fā)光性能[J];發(fā)光學(xué)報;2012年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 謝安;白光LED用鉬酸鹽紅色熒光粉的制備及發(fā)光性能研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 丁鈺豐;基于白光LED應(yīng)用的紅綠色熒光粉的制備及發(fā)光機理研究[D];南京大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：稀土摻雜鉬酸鹽、磷酸鹽LED熒光粉的制備與發(fā)光性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：463611