鉬釩酸鹽熒光粉的合成及發(fā)光性能研究.pdf

1、發(fā)光二極管（LED—light emitting diode)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的固態(tài)半導(dǎo)體器件，具有體積小、壽命長、顯色性高、發(fā)熱量低、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。目前LED實(shí)現(xiàn)白光出射的常用方式為熒光粉光轉(zhuǎn)換型，可分為藍(lán)光激發(fā)型和近紫外光激發(fā)型，藍(lán)光激發(fā)型是利用藍(lán)光LED芯片發(fā)出的藍(lán)光激發(fā)黃色熒光粉發(fā)出黃光，最后未被吸收的藍(lán)光與黃光混合得到白光，但該方案由于缺少紅色成分而造成顯色指數(shù)低;近紫外光激發(fā)型是將近紫外激發(fā)的LED芯片和三基色熒

2、光粉組合，通過近紫外光激發(fā)三基色熒光粉，發(fā)出三種顏色的光復(fù)合得到白光，但現(xiàn)有的紅粉效率較低。一直以來，紅色熒光粉已經(jīng)成為制約LED用熒光粉乃至白光LED發(fā)展的瓶頸。因此，研究新的適用于近紫外和藍(lán)光LED芯片激發(fā)的高效紅色熒光粉材料顯得尤為重要。
　　鎢鉬酸鹽作為重要的光學(xué)材料，具有良好的熱穩(wěn)定性和物理化學(xué)穩(wěn)定性，本征發(fā)光譜帶很寬。無摻雜和稀土離子摻雜的釩酸鹽作為發(fā)光材料基質(zhì)具有色域廣，發(fā)光效率高和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。釩酸根能夠吸收紫

3、外輻射能并傳遞給稀土離子，明顯提高稀土離子的發(fā)光效率。本文我們合成了Sr3MoO6∶Eu3+，Ca9Y(VO4)7∶Dy3+和K3Y(VO4)2∶Eu3+熒光粉，并通過XRD、SEM和發(fā)光光譜對樣品進(jìn)行了分析，取得以下研究進(jìn)展:
　　1)采用高溫固相法首次合成了雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)Sr3MoO6∶Eu3+熒光粉，該熒光粉能夠被466 nm的藍(lán)光和～365 nm的近紫外光有效激發(fā)，在616nm處出現(xiàn)很強(qiáng)的紅光發(fā)射，發(fā)光色坐標(biāo)值為(0.619

4、,0.376)，Eu3+的最佳摻雜摩爾分?jǐn)?shù)為30％。調(diào)節(jié)Eu3+的摻雜量及采用W6+離子取代部分Mo6+離子可以提升熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度和色純度，Sr3MoO6∶Eu3+熒光粉濃度猝滅機(jī)理為電偶極-電四級相互作用。
　　2)采用高溫固相法首次合成了Ca9Y1-x(VO4)7∶xDy3+系列熒光粉，Ca9Y(VO4)7晶體屬于斜方六面體結(jié)構(gòu)。發(fā)光中心Dy3+在基質(zhì)中占據(jù)非中心對稱格位，在電荷遷移帶激發(fā)下，Ca9Y(VO4)7∶Dy3+熒

5、光粉的發(fā)射光譜以4F9/2→6H13/2的黃光發(fā)射為主，同時(shí)輔之以4F9/2→6H15/2藍(lán)光發(fā)射，兩種顏色混合，樣品產(chǎn)生暖白光發(fā)射。隨著Dy3+濃度的增加，發(fā)光色坐標(biāo)由藍(lán)綠光向黃綠光方向稍有移動(dòng)。Dy3+的最佳摻雜量x=0.3,濃度猝滅機(jī)制為交叉弛豫過程和源于Dy3+離子間無輻射躍遷的交換相互作用。
　　3)采用高溫固相法首次合成了K3Y(VO4)2∶Eu3+熒光粉。晶體結(jié)構(gòu)研究表明，Eu3+摻雜濃度不超過15 mol％時(shí)，K3

6、Y(VO4)2∶Eu3+熒光粉為純相K3Y(VO4)2結(jié)構(gòu)，隨著Eu3+濃度的增加，樣品結(jié)構(gòu)逐漸向K3Eu(VO4)2結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。Eu3+濃度超過30 mol％時(shí)，樣品具有純相K3Eu(VO4)2結(jié)構(gòu)。伴隨這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，Eu3+離子占據(jù)的格位由反演對稱中心格位變?yōu)榉欠囱輰ΨQ中心格位，這種對稱性變化也體現(xiàn)在Eu3+的發(fā)光光譜中。在電荷遷移帶的激發(fā)下，樣品具有很強(qiáng)的紅光發(fā)射。該紅光的色坐標(biāo)值為(0.63,0.37)，非常接近標(biāo)準(zhǔn)的紅色色度坐標(biāo)