熒光粉轉(zhuǎn)換法發(fā)光二極管（LED）實現(xiàn)白光的方案主要有兩種:一是用藍光芯片復合可被藍光激發(fā)的黃綠色熒光粉與紅色熒光粉,二是用紫外芯片復合可被紫外光激發(fā)的紅綠藍三基色熒光粉。兩種方案中,第二種方案具有顯色性好,器件色穩(wěn)定性高等優(yōu)點而備受關注。紫外芯片復合三基色熒光粉方案中,Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂超靈敏電偶極躍遷對格位環(huán)境敏感,因此,通過選取可以提供恰當格位環(huán)境的基質(zhì)可實現(xiàn)色純度優(yōu)異的紅光。在發(fā)光二極管的應用中,LED芯片的溫度將升高（尤其是高功率LED應用過程中將達到200℃左右）,熒光粉發(fā)射強度將降低,對光的輸出有一定的影響。因此熱穩(wěn)定性是衡量熒光粉質(zhì)量高低的重要指標。目前用于熒光粉轉(zhuǎn)換法LED的紅色熒光粉主要有Y2O3:Eu³⁺,CaS:Eu²⁺,Y2O2S:Eu³⁺,SrY₂S₄:Eu²⁺,CaAlSiN₃:Eu^... 

【文章來源】：河南大學河南省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)光LED常見的組合方式

:Eu2+和SrSi2N2:Eu2+是目前常用的高性能紅色熒光粉。但是，氮化物制備工藝復雜，限制了其進一步發(fā)展。硫化物熒光粉在一定的制作條件（溫度和濕度）下穩(wěn)定性有限，且對環(huán)境不友好。與其他氧化物熒光粉相比，磷酸鹽化合物具有優(yōu)異的熒光熱穩(wěn)定性[10]，低聲子能量，較高的光學質(zhì)量，近紫外吸收率高等優(yōu)點[11]。1.2稀土離子的光學特性1.2.1稀土離子概述及其發(fā)光機理“稀土”一詞在歷史上一直被用于鑭系元素，因為最初認為這些元素是零星分布在自然界中的[12]。但實際上，其中的某些元素（例如Ce和Y）相對豐富（如圖1-2所示）。離子的電子結(jié)構(gòu)對光學性質(zhì)的影響占主導位置，為了充分了解稀土元素的光學性質(zhì)，對稀土元素的電子結(jié)構(gòu)進行研究分析和總結(jié)是必經(jīng)之路[13]。圖1-2稀土元素[13]鑭系元素的三價稀土離子的電子構(gòu)型是1s22s22p63s23p63d104s24p64d104fn5s25p6。Ce-Yb的4f殼層的電子是一個被逐漸填滿，屏蔽效果減弱的過程，導致所謂的原子半徑減小的鑭系收縮現(xiàn)象。從電子結(jié)構(gòu)中可以看出鑭系元素外層電子不變，元素具有相似的化學性質(zhì)，但是隨著鑭系收縮，其離子半徑的確會對化學性質(zhì)[12]產(chǎn)生影響。三價的稀土

空或填充狀態(tài)，因此它們是光學惰性離子，不能顯示光活性。Gd3+具有半空的4f殼層，并產(chǎn)生非常穩(wěn)定的8S7/2基態(tài)，激發(fā)能高于32，000cm-1，因此Gd3+的發(fā)射位于紫外區(qū)域（<318nm）。盡管Gd3+具有與Eu2+相同的電子構(gòu)型，但其4f65d狀態(tài)處于相對較高的能量狀態(tài)，無法觀察到4f65d→4f7的躍遷發(fā)射。Gd3+的發(fā)光主要來自6PJ→8S7/2躍遷，在313nm處有一條線發(fā)射。此外，Gd3+的6PJ能級很容易向其它稀土離子或基質(zhì)轉(zhuǎn)移。因此，Gd3+通常被認為是一種惰性離子[14]，就像Sc3+，Y3+，La3+，和Lu3+。圖1-3稀土離子的電子激發(fā)態(tài)能級概要[13]Eu3+的發(fā)射帶特征一般由5D0到7FJ的躍遷行為來說明。當Eu3+晶格占位為非反轉(zhuǎn)對稱性時此躍遷將會被允許，表現(xiàn)為弱的發(fā)射帶，反之電偶極躍不被允許。結(jié)合f-d躍遷的特性可知：Eu3+的5D組態(tài)能級不高，占據(jù)的晶格位點為非反轉(zhuǎn)對稱性，是Eu3+發(fā)射躍遷行為的必要條件[14]。稀土離子的f-d躍遷受晶格環(huán)境的約束影響。本課題主要是通過將Eu3+摻雜在KSrBP2O8和Ca9Y(PO4)7的基質(zhì)中，通過對基質(zhì)體系中的陽離子和陰離子的取代，來探究離子取代之后主晶格的變化對Eu3+的f-d躍遷發(fā)光特性的提高和改善機理[15]。Sm3+發(fā)射位于橙紅色區(qū)域，對應于4G5/2→6HJ（J=5/2，7/2，9/2，11/2，13/2）的躍遷行為[16]。Dy3+對應于4F9/2→6H15/2（470–500nm，藍色區(qū)）和4F9/2→6H13/2（570–600nm，黃色區(qū)）的可見光區(qū)的兩個主要發(fā)射[15]。Dy3+的發(fā)光顏色通常接近白色，黃/藍比

【參考文獻】：
期刊論文
[1]稀土發(fā)光材料的制備及應用綜述[J]. 劉東陽.  化工管理. 2019(30)
[2]稀土摻雜鋁酸鹽發(fā)光材料的制備方法與發(fā)光機理研究[J]. 楊曉紅.  科技創(chuàng)新導報. 2019(25)
[3]LED的原理、術(shù)語、性能及應用[J]. 劉全恩.  電視技術(shù). 2012(24)

博士論文
[1]近紫外和藍光激發(fā)的镥基氧化物發(fā)光材料的制備與發(fā)光特性研究[D]. 張晟.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2019
[2]Ce3+離子激活及敏化的幾種發(fā)光材料的制備及其性能研究[D]. 耿婉瑩.蘭州大學 2019

碩士論文
[1]白光LED用新型高效稀土摻雜磷酸鹽熒光粉的制備與光譜性能研究[D]. 郭衡.太原理工大學 2019
[2]稀土摻雜銪有機配合物的制備及其熒光性能研究[D]. 郭萌.陜西科技大學 2019
[3]堿土金屬錫酸鹽單一基質(zhì)白光熒光粉發(fā)光性能的研究[D]. 解俊偉.河南大學 2017
[4]LED用稀土Eu3+摻雜正磷酸鹽、硼磷酸鹽紅色熒光粉的制備及其發(fā)光性能[D]. 左修源.沈陽化工大學 2017
[5]稀土熒光材料的制備、光譜特性及其應用研究[D]. 李珊.南昌航空大學 2011



本文編號：3420643