白光LED燈用紅色熒光粉的制備和性能研究.pdf

1、在全球性能源節(jié)約和低碳經(jīng)濟(jì)的全面號召與推動下，人類意識到綠色照明中節(jié)能與環(huán)保的重要性。而作為一種新型固態(tài)照明光源的白光 LED燈，其具有高亮度、低能耗、長壽命、無污染、強(qiáng)實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn)，掀起了人類照明史上的又一次革命，被公認(rèn)是繼各種火光照明、白熾燈照明、高強(qiáng)度氣體放電燈照明之后的第四代光源。LED照明保持著呈現(xiàn)高速蓬勃發(fā)展的趨勢，但目前能有效地被紫外光和藍(lán)光芯片激發(fā)的紅色熒光粉較緊缺，且現(xiàn)有的紅色熒光粉發(fā)光效率較低、穩(wěn)定性較差、制備工藝較

2、落后。眾所周知，紅色熒光粉在改善白光LED的顯色效果和調(diào)制白光LED色溫等方面起著舉足輕重的作用，因此尋找新型高效穩(wěn)定的紅色熒光粉成為推動白光 LED發(fā)展中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
　　本文采用微波法和高溫固相法制備了三種鉬酸鹽紅色熒光粉，并利用X射線粉末衍射儀（X-ray Diffraction，簡稱XRD）、掃描電鏡（Scanning Electron Microscope，簡稱SEM）和熒光分光光度計(jì)等分析技術(shù)對其晶體結(jié)構(gòu)、形貌特征

3、、熒光特性等進(jìn)行表征。主要研究成果包括：
　　（1）采用微波法合成白光LED燈用CaMoO4:Eu3+紅色熒光粉。探討了不同的微波反應(yīng)時(shí)間、稀土離子Eu3+的不同摻雜濃度、不同的電荷補(bǔ)償劑等對樣品發(fā)光性能的影響，同時(shí)對樣品的晶體結(jié)構(gòu)、形貌、發(fā)光性能、熒光壽命、粒度分布等進(jìn)行了測試分析。結(jié)果表明：制備出的樣品粉體均屬于四方晶系白鎢礦結(jié)構(gòu)；樣品的最佳微波反應(yīng)時(shí)間為55 min；樣品的激發(fā)光譜在383nm、464 nm存在較強(qiáng)的吸收銳峰

4、，且在這兩個(gè)波段光的激發(fā)下發(fā)射出位于615 nm的紅光，其屬于發(fā)光中心Eu3+的5D0→7F2的特征發(fā)射峰，對紫外和藍(lán)光芯片具有高的匹配性；Li+離子作為電荷補(bǔ)償對粉體強(qiáng)度的提高最為明顯；Ca0.52MoO4:0.24Eu3+,0.24A+（A=Li，Na，K）的發(fā)光強(qiáng)度分別是Ca0.76MoO4:0.24Eu3+發(fā)光強(qiáng)度的4.5，3和1.5倍；通過微波法30 min合成Ca0.76MoO4:0.24Eu3+的發(fā)光強(qiáng)度是在800℃中煅燒

5、4 h得到的Ca0.76MoO4:0.24Eu3+樣品的發(fā)光強(qiáng)度的1.4倍；微波反應(yīng)30min時(shí)，Ca0.36MoO4:0.32Eu3+,0.32Li+具有最佳的熒光性能。
　?。?）采用高溫固相法合成白光LED燈用MgMoO4:Eu3+紅色熒光粉。通過分步燒結(jié)，探討不同的煅燒溫度、保溫時(shí)間、稀土離子Eu3+的摻雜濃度、不同的電荷補(bǔ)償機(jī)制等對樣品發(fā)光性能的影響；在高溫下，添加不同助熔劑來制備樣品，亦探討了復(fù)合基質(zhì)、雙稀土離子摻雜對

6、樣品發(fā)光性能的影響；同時(shí)，對樣品的晶體結(jié)構(gòu)、形貌、發(fā)光性能、熒光壽命、粒度分布等進(jìn)行了測試分析。結(jié)果表明：熒光粉的晶相均屬于單一純相四方晶系結(jié)構(gòu)；樣品的激發(fā)光譜在391nm、464 nm存在較強(qiáng)的吸收銳峰，在這兩個(gè)波段光的激發(fā)下發(fā)射位于615 nm的紅光，其屬于Eu3+的5D0→7F2的特征發(fā)射峰；不同類型的電荷補(bǔ)償方式對樣品的發(fā)光都有增強(qiáng)效果，Mg0.625MoO4:0.25Eu3+，0.30Li+,Mg0.20MoO4:0.40Eu

7、3+,0.40Na+，Mg0.40MoO4:0.30Eu3+,0.30K+分別為其各自電荷補(bǔ)償體系的最佳熒光樣品，且其熒光強(qiáng)度分別是Mg0.75MoO4:0.25Eu3+熒光強(qiáng)度的2.4，3.9，3.3和1.4倍。符合白光LED燈用紅色熒光粉的要求。
　　（3）采用高溫固相法合成白光LED燈用AGd(MoO4)2:Eu3+（A=Li，Na，K）紅色熒光粉。探討不同的煅燒溫度、保溫時(shí)間、稀土離子Eu3+的摻雜濃度型等對樣品發(fā)光性能的

8、影響；同時(shí)，對樣品的晶體結(jié)構(gòu)、形貌、發(fā)光性能、熒光壽命、粒度分布等進(jìn)行了測試分析。結(jié)果表明：粉體均屬于四方晶系白鎢礦結(jié)構(gòu)，樣品的激發(fā)峰主要在393 nm和464 nm，發(fā)射主峰在615nm是Eu3+的5D0→7F2躍遷，LiGd0.55(MoO4)2:0.45Eu3+，NaGd0.70(MoO4)2:0.30Eu3+，KGd0.60(MoO4)2:0.40Eu3+分別具有最佳的發(fā)光性能，符合白光LED燈用紅色熒光粉的要求。
　　本