發(fā)布時(shí)間：2017-09-24 02:14

  本文關(guān)鍵詞：白光LED用熒光粉的制備及其性能的研究

  更多相關(guān)文章： WLED 白光發(fā)射 熒光粉 稀土離子 溶膠 凝膠法

【摘要】：白光發(fā)光二極管(WLED)因具有能耗低、光效高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)被譽(yù)為第四代照明光源,近年來(lái)受到科學(xué)界和商業(yè)界的廣泛關(guān)注。利用紫外激發(fā)熒光粉實(shí)現(xiàn)白光,即UV-LED,已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)展的重點(diǎn),探索與之相匹配的熒光粉也就成為廣大科研工作者們廣泛關(guān)注的課題。但目前可供選擇的紫外激發(fā)熒光粉特別是單基質(zhì)白光熒光粉種類十分有限,而且存在發(fā)光效率不高,穩(wěn)定性差等問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題,本文以研制新型高效紫外光激發(fā)UV-LED用單基質(zhì)白色熒光粉為目標(biāo),對(duì)以下幾方面內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)研究。(1)GdNbO_4:Ln~(3+)(Ln~(3+)=Eu~(3+)/Tb~(3+)/Tm~(3+))熒光粉體系:通過(guò)Pechini-type溶膠 凝膠法成功制備了稀土離子摻雜的GdNbO_4系列納米熒光粉。XRD譜圖和FE-SEM圖片表明1000 oC燒結(jié)下能夠得到粒徑在20 nm~40 nm左右的GdNbO_4熒光粉。在紫外光和低壓電子束激發(fā)下,GdNbO_4呈新異藍(lán)光寬帶發(fā)射。在紫外光激發(fā)下,GdNbO_4:Ln~(3+)(Ln~(3+)=Eu~(3+)/Tb~(3+)/Tm~(3+))熒光粉的發(fā)射光譜由GdNbO_4基質(zhì)的藍(lán)光寬帶發(fā)射和Ln~(3+)的特征線狀發(fā)射組成。研究表明,GdNbO_4:Ln~(3+)熒光粉中GdNbO_4基質(zhì)對(duì)Eu~(3+)和Tb~(3+)具有高效的能量傳遞作用,而對(duì)Tm~(3+)的能量傳遞效率較低。通過(guò)改變摻雜離子的濃度、相對(duì)比例和種類,Eu~(3+)/Tb~(3+)/Tm~(3+)單摻和共摻的GdNbO_4熒光粉的發(fā)光顏色可從藍(lán)光、藍(lán)綠光、綠光、粉紅光、橙紅光和黃光等進(jìn)行調(diào)控。通過(guò)改變摻雜離子的濃度和相對(duì)比例,在GdNbO_4:Eu~(3+),Tb~(3+),Tm~(3+)中實(shí)現(xiàn)了單基質(zhì)白光發(fā)射。(2)Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14):Ln~(3+)(Ln~(3+)=Eu~(3+)/Tb~(3+))熒光粉體系:采用Pechini-type溶膠 凝膠法成功制備了Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14):Ln~(3+)納米熒光粉。在紫外光激發(fā)下,Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)樣品呈藍(lán)光寬帶發(fā)射,Eu~(3+)和Tb~(3+)單摻的Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)熒光粉的發(fā)射光譜由Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)基質(zhì)的藍(lán)光寬帶發(fā)射和摻雜離子(Eu~(3+)/Tb~(3+))線狀發(fā)射組成。研究表明,在Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14):Ln~(3+)熒光粉中,Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)基質(zhì)和摻雜的Eu~(3+)、Tb~(3+)離子間有能量傳遞。通過(guò)改變摻雜離子的濃度、相對(duì)比例和種類,Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14):Ln~(3+)(Ln~(3+)=Eu~(3+)/Tb~(3+))熒光粉的發(fā)光顏色可從藍(lán)光、藍(lán)綠光、綠光、粉紅光、橙紅光等進(jìn)行調(diào)控,在Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14):Eu~(3+),Tb~(3+)熒光粉中,實(shí)現(xiàn)了單基質(zhì)白光發(fā)射。(3)Sr_4Al_(14)O_(25):Eu熒光粉體系:本實(shí)驗(yàn)采用Pechini-type溶膠 凝膠法成功制備了Eu~(2+)和Eu~(3+)離子共激活的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu熒光粉。研究表明,僅當(dāng)使用硼酸做助溶劑,且燒結(jié)溫度高于1000 oC時(shí),才能得到Sr_4Al_(14)O_(25)純相。以硼酸做助溶劑,無(wú)需還原氛圍燒結(jié),在Sr_4Al_(14)O_(25):Eu熒光粉中,Eu~(3+)能夠自還原成Eu~(2+)。在395 nm紫外光激發(fā)下,Sr_4Al_(14)O_(25):Eu熒光粉的發(fā)射光譜既包括了二價(jià)銪離子(Eu~(2+))的藍(lán)綠光發(fā)射,又涵括了三價(jià)離子(Eu~(3+))的橙紅光發(fā)射。Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+)/3+熒光粉的發(fā)光顏色可以通過(guò)改變硼酸的摻雜方式和摻雜量以及Eu~(3+)離子的摻雜濃度從藍(lán)綠光→白光→橙紅光進(jìn)行調(diào)控。
【關(guān)鍵詞】：WLED 白光發(fā)射 熒光粉 稀土離子 溶膠 凝膠法
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN312.8;TN104.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 照明發(fā)展歷程10
• 1.2 白光LED的發(fā)展10-12
• 1.3 白光LED的實(shí)現(xiàn)方式12-13
• 1.3.1 實(shí)現(xiàn)方式12
• 1.3.2 實(shí)現(xiàn)方式的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比12-13
• 1.4 白光LED用熒光粉的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.4.1 基于藍(lán)光LED轉(zhuǎn)換的熒光粉13-14
• 1.4.2 基于UV-LED轉(zhuǎn)換的熒光粉14-16
• 1.4.3 基于UV-LED轉(zhuǎn)換的單基質(zhì)白色熒光粉16-17
• 1.5 pc-WLEDs基本性能參數(shù)17-19
• 1.5.1 顯色指數(shù)17
• 1.5.2 流明效率17
• 1.5.3 CIE色度坐標(biāo)17-18
• 1.5.4 相關(guān)色溫18-19
• 1.6 熒光粉的制備方法19
• 1.7 本課題研究意義和主要內(nèi)容19-21
• 第二章 GdNbO_4:Ln~(3+)（Ln~(3+) = Eu~(3+)/Tb~(3+)/Tm~(3+)）熒光粉的制備及其發(fā)光性能研究21-47
• 2.1 引言21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-23
• 2.2.1 主要試劑與儀器22
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟22-23
• 2.3 結(jié)果和討論23-46
• 2.3.1 晶體的結(jié)晶行為和形貌表征23-25
• 2.3.2 光致發(fā)光性質(zhì)25-40
• 2.3.3 發(fā)光機(jī)理40-45
• 2.3.4 陰極射線發(fā)光性質(zhì)45-46
• 2.4 本章小結(jié)46-47
• 第三章 Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14):Eu~(3+),Tb~(3+)的制備及其發(fā)光性能研究47-67
• 3.1 引言47-48
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分48-49
• 3.2.1 主要試劑與儀器48
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟48-49
• 3.3 結(jié)果與討論49-66
• 3.3.1 晶體結(jié)構(gòu)與形貌分析49-50
• 3.3.2 Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14):xLn~(3+)（Ln~(3+) = Eu~(3+)/Tb~(3+)）光致發(fā)光性質(zhì)50-62
• 3.3.3 熒光衰減曲線62
• 3.3.4 能量傳遞機(jī)理研究62-65
• 3.3.5 光致發(fā)光機(jī)理研究65-66
• 3.4 本章小結(jié)66-67
• 第四章 Sr_4Al_(14)O_(25):Eu熒光粉的制備及其發(fā)光性能的研究67-87
• 4.1 引言67
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分67-68
• 4.2.1 主要試劑與儀器67-68
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟68
• 4.3 結(jié)果與討論68-86
• 4.3.1 晶體結(jié)構(gòu)與形貌分析68-73
• 4.3.2 光致發(fā)光性能研究73-85
• 4.3.3 Eu~(3+)→Eu~(2+)的自還原機(jī)理85-86
• 4.4 本章小結(jié)86-87
• 第五章 總結(jié)與展望87-89
• 5.1 總結(jié)87-88
• 5.2 展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-98
• 攻讀碩士期間研究成果98-99
• 致謝99-100

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