白光LED用鋇镥硅酸鹽熒光材料及其發(fā)光特性.pdf

1、藍(lán)光LED芯片結(jié)合可被藍(lán)光有效激發(fā)的黃色熒光粉Y3Al5O12:Ce3+（YAG:Ce3+）可以獲得高效的白光發(fā)射，且其制備工藝簡(jiǎn)單、成本低，是目前商用白光LED的主流實(shí)現(xiàn)方案。然而這種方案存在兩個(gè)主要問題：一、YAG:Ce3+缺少紅光發(fā)射，導(dǎo)致合成的白光顯色指數(shù)偏低（Ra<80），色溫偏高（CCT>6000 K）；二、芯片發(fā)出的藍(lán)光直接參與白光合成，導(dǎo)致白光LED隨驅(qū)動(dòng)電流的波動(dòng)而發(fā)生色彩漂移。針對(duì)以上問題，采用近紫外LED芯片結(jié)合可

2、被近紫外光有效激發(fā)的三基色熒光粉可以產(chǎn)生顯色指數(shù)高、色溫可調(diào)的理想白光。本論文旨在研發(fā)新型、高效、穩(wěn)定的近紫外基熒光材料，并探索其在白光LED中的應(yīng)用價(jià)值。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）通過高溫固相反應(yīng)合成Ba9Lu2Si6O24（BLS）硅酸鹽粉體材料，結(jié)合X射線衍射數(shù)據(jù)和Reitveld結(jié)構(gòu)精修，確定BLS的晶格結(jié)構(gòu)信息。稀土Ce3+離子在BLS中可同時(shí)占據(jù)Ba2+和Lu3+格位。當(dāng)Ce3+占據(jù)Lu3+格位時(shí)，可發(fā)射出峰值49

3、0 nm、帶寬120 nm的藍(lán)綠光，其較佳激發(fā)波段位于390~410 nm，與商用近紫外芯片匹配。在400 nm激發(fā)下，BLS:Ce3+的室溫?zé)晒饬孔有矢哌_(dá)92％，接近商用YAG:Ce3+熒光粉的水平。在150℃時(shí)，BLS:Ce3+的熒光量子效率能維持在室溫值的94%左右，表現(xiàn)出非常高的熱穩(wěn)定性。這些優(yōu)異的發(fā)光性能表明BLS:Ce3+在近紫外基白光LED上有很好的應(yīng)用前景。
　?。?）采用共摻雜技術(shù)，在BLS:Ce3+中引入過渡

4、金屬離子Mn2+，利用Ce3+→Mn2+能量傳遞機(jī)制構(gòu)建高效的紅光中心。在合適的摻雜比例下，BLS: Ce3+, Mn2+的發(fā)光顏色可從藍(lán)紫光調(diào)控至紅光區(qū)域。為了進(jìn)一步豐富發(fā)射光譜，在 Ce3+-Mn2+雙摻雜的基礎(chǔ)上再引入稀土離子Tb3+，利用Ce3+→Tb3+能量傳遞提高綠光波段的發(fā)射強(qiáng)度。最終，在BLS:Ce3+, Tb3+, Mn2+上實(shí)現(xiàn)顯色指數(shù)84，色溫5484 K的單一相白光發(fā)射。
　　（3）根據(jù)熒光衰減曲線和光譜信