白光發(fā)光二極管（WLED）是第四代固態(tài)照明光源,具有體積小、壽命長、穩(wěn)定性好、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。目前,商業(yè)化的WLED主要由GaN或InGaN藍光芯片與高量子效率黃色熒光粉Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺（YAG:Ce）封裝而成。但是,這種方式封裝的白光LED器件由于缺少紅色組分,其色溫高（>4500 K）,顯色指數低（<80）,這些缺點嚴重限制了器件在室內照明和高清背光顯示中的應用。加入一定比例的紅光組分是解決上述問題的有效途徑。Mn⁴⁺摻雜的氟化物（氟氧化物）紅色熒光材料因原料廉價易得、合成方法簡單環(huán)保、材料化學穩(wěn)定性好、發(fā)光效率高等優(yōu)點迅速引起了人們的重點關注。本文研究了三種LED用紅色熒光粉的合成、物相形貌、電子結構、光學性能和具體應用,主要內容如下:（1）采用水熱法合成了形貌一致的BaTiOF₄結構材料。以蒸餾水為溶劑,PEG6000為表面活性劑,研究了不同反應溫度和不同PEG6000量下樣品的微觀形貌;利用XRD、EDS、紅外光譜等手段對材... 

【文章來源】：云南民族大學云南省

【文章頁數】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

白光LED的三種實現方案

第1章緒論5缺陷較少，在添加表面活性劑或體系中有不同溶劑時，在其界面會發(fā)生自組裝，這樣可以控制其生長方向與尺寸，獲得相對完美的晶體結構[55]。但是，由于整個反應過程均在密閉條件下進行，因此，無法動態(tài)觀察反應過程；同時，在高溫、強壓和全密封條件下反應釜有爆炸的風險。近年來也有通過水熱合成稀土摻雜的氟化物熒光粉[56]，但發(fā)光效率比較低，實用性不好。對于Mn4+激活的氟化物來說，此方法對紅色熒光材料的微觀形貌具有良好的調控作用，例如，本實驗室利用水熱法制備出了具有規(guī)則形貌特征和優(yōu)越性能的氟化物紅色熒光粉[57-58]。圖1.3水熱合成示意圖[54]1.3.2離子交換法離子交換法,是以溶液中兩種價態(tài)和半徑相近的中心離子為金屬離子的配合物陰離子基團，配位環(huán)境相似時兩中心離子在溶液中進行交換達到摻雜的方法，如圖1.4所示。離子交換法具有操作簡單、反應時間短、HF酸用量孝相對環(huán)保、動態(tài)觀看反應過程、所合成熒光粉發(fā)光效率高的優(yōu)點。2014年，內量子效率高達98%的K2TiF6:Mn4+紅色熒光粉被Chen等運用離子交換法制備[59]。然而，對于在HF溶液中溶解度低的基質，其中心離子與Mn4+交換效率很低，導致Mn4+摻雜量很低。本實驗室通過離子交換法合成了一系列氟化物紅色熒光粉，并進行了報道[60-61]。

云南民族大學碩士學位論文6圖1.4離子交換法示意圖[59]1.3.3高溫固相法與以上兩種常見的合成方法相比，高溫固相法是極為常見的材料合成方法，其填充性好、產物損耗小，是最早運用于稀土熒光材料合成的方法之一。但是，固相反應高度依賴于固體原料微小粒子之間的接觸面積、反應的溫度和時間，容易造成樣品燒結的溫度不夠高、燒結時間不夠長和燒結接觸面積不夠大，導致合成樣品不純、表面粗糙或形貌不規(guī)則等缺陷，這些弊端仍有待改進。相較于傳統(tǒng)的稀土熒光材料，Mn4+激活的氟化物紅色熒光粉難以在高溫條件下合成，只有一些具有特殊結構的紅色熒光材料才能采用這種方法制備，例如近年報道的K3SiF7:Mn4+、Rb3SiF7:Mn4+等[62-63]。但在紅光材料的設計與開發(fā)中，高溫固相法仍然是一種值得借鑒的合成方法。1.3.4共沉淀合成法共沉淀法，是指將兩種或多種陽離子反應原料充分溶解在溶液中，然后逐步加入沉淀劑，逐漸析出沉淀物，經離心、洗滌和干燥等得到所需樣品。其優(yōu)點是反應簡單、溫度低，產物純度高、顆粒大小均勻、尺寸孝分散性佳；缺點是產物必須反復沖洗，制備過程冗長，易引入雜質離子，對原材料純度需求較高，同時，為了使產物結晶性更好需要經過煅燒處理。共沉淀法主要應用于合成氧化物和氟化物熒光粉，本實驗室也通過了共沉淀法設計合成了Na2XF6:Mn4+紅色熒光粉，并做了相關報道[64-65]。近年來，隨著科學技術的不斷發(fā)展和科學研究的不斷深入，一些新穎的、適用于紅色熒光材料合成的方法被陸續(xù)開發(fā)，如微波水熱法、加熱溶劑揮發(fā)法和等離子燒結法等[66-68]。


本文編號：3574010