全色白光LED用Sr2MgSi2O7基熒光粉的制備及性能研究.pdf

1、白光LED不僅克服了傳統(tǒng)白熾燈和熒光燈存在的耗電多、易碎及棄物汞污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，而且具有綠色環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小、反應(yīng)速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，是追求低碳經(jīng)濟(jì)的當(dāng)今社會(huì)的首選。
　　目前，白光LED的實(shí)現(xiàn)有3種形式:(1)藍(lán)光激發(fā)黃色熒光粉與剩余部分藍(lán)光匹配復(fù)合為白光，由于發(fā)光光色隨器件驅(qū)動(dòng)電壓和熒光粉厚度的變化而變化，顯色指數(shù)和色彩還原性差。(2)近紫外光激發(fā)有機(jī)結(jié)合的紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉發(fā)白光，但多相熒光粉之間存在顏色再吸收和配比調(diào)

2、控問(wèn)題。(3)同時(shí)組裝紅、綠、藍(lán)三色光芯片實(shí)現(xiàn)白光。由于溫度造成的色差不可避免且成本較高。因此研制一種新型的單一基質(zhì)全色白光LED用熒光粉具有十分重要的意義。
　　本文通過(guò)高溫固相法和微波輔助凝膠燃燒法分別合成Sr2MgSi2O7∶Ce3+，Tb3+，Mn2+體系熒光粉，初步探討了兩種方法合成熒光粉的晶體學(xué)特征、微觀形貌、尺寸大小及分布，測(cè)試分析了在紫外光有效激發(fā)下熒光粉樣品的光譜性質(zhì)，通過(guò)模擬計(jì)算，分析了熒光粉樣品的色溫、色坐標(biāo)

3、、顯色性和熒光壽命。
　　通過(guò)不同合成工藝所得樣品的結(jié)晶性能、粒徑分布和發(fā)光性質(zhì)的比較，發(fā)現(xiàn)微波輔助溶膠燃燒法合成的Sr2MgSi2O7∶Ce3+，Tb3+，Mn2+體系熒光粉優(yōu)于采用高溫固相法合成的。微波輔助凝膠燃燒法合成的熒光粉是形貌完整的類(lèi)球形顆粒，粒徑分布為1～3μm。
　　Sr2MgSi2O7∶Ce3+體系熒光粉在380nm藍(lán)光監(jiān)測(cè)下，其激發(fā)光譜在277nm和329nm處呈雙峰寬譜激發(fā)。在360nm的紫外光激發(fā)下，

4、Sr2MgSi2O7∶Ce3+熒光粉在373nm左右發(fā)射連續(xù)寬帶，歸屬于Ce3+離子的5d04f1→5d14f0躍遷。是一種適合用于藍(lán)光的LED熒光粉發(fā)光材料。
　　Sr2MgSi2O7∶Tb3+體系熒光粉在545nm的監(jiān)測(cè)下其發(fā)射光譜在300nm～500nm的紫外和藍(lán)光區(qū)域出現(xiàn)多峰寬譜帶，最強(qiáng)峰值位于369nm。在360nm紫外光的激發(fā)下，Sr2MgSi2O7∶Tb3+在400nm～650nm呈現(xiàn)寬譜多峰發(fā)射，最強(qiáng)峰值位于545

5、nm，由于藍(lán)光和紅光較弱，表現(xiàn)為黃綠光發(fā)射。
　　Sr2MgSi2O7∶Ce3+，Tb3+體系熒光粉在365nm紫外光激發(fā)下，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)呈現(xiàn)藍(lán)、光、紅全色發(fā)光，但是由于紅光成分較弱，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)表現(xiàn)為藍(lán)色光發(fā)射。固定Ce3+離子和Tb3+離子其中之一，熒光粉中Ce3+離子和Tb3+離子對(duì)應(yīng)的特征發(fā)射峰相應(yīng)發(fā)生變化，說(shuō)明Ce3+離子和Tb3+離子之間發(fā)生能量傳遞效應(yīng)。
　　Sr2MgSi2O7∶Ce3+，Mn2+體系熒光

6、粉在360nm監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)的激發(fā)下在可見(jiàn)光范圍內(nèi)呈現(xiàn)位于380nm的高亮藍(lán)色發(fā)射帶和680nm的寬譜紅色發(fā)射帶的雙峰發(fā)射。隨著Mn2+離子摻雜量的增多，熒光粉色坐標(biāo)逐漸紅移，紅光比逐漸升高，同時(shí)Ce3+離子的所對(duì)應(yīng)的發(fā)射峰強(qiáng)度降低，說(shuō)明Ce3+離子和Mn2+離子之間發(fā)生能量傳遞效應(yīng)。
　　Sr2MgSi2O7∶Ce3+，Tb3+，Mn2+體系熒光粉能被338nm紫外光有效激發(fā)。在可見(jiàn)光區(qū)域呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)三種光色同時(shí)發(fā)射。Ce3+、Tb