Pb2+對YAG-Ce3+,L(L=Pr3+-Cr3+)熒光粉發(fā)光性能的影響.pdf

1、發(fā)光二極管(LED)被稱為綠色照明光源，是一種新型全固態(tài)照明光源，具有許多優(yōu)點(diǎn)，如耗電量小、響應(yīng)快、亮度高、壽命長、體積小等，一直以來成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。它廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如標(biāo)識與指示照明、普通照明、背景光源、屏幕顯示和城市建筑景觀等。白光LED合成白光的多種方式中，藍(lán)光LED芯片和黃光熒光粉的組合流明效率較高且技術(shù)比較成熟，是商品化的白光LED主要使用的方式。。其使用的黃光熒光粉是Ce3+激活的釔鋁石榴石體系熒光粉(Y3Al5O1

2、2)，它能夠吸收藍(lán)光LED芯片發(fā)出的藍(lán)光，發(fā)射明亮的黃綠光（來自Ce3+的最低的5d能級→2F5/2和2F7/2的能級躍遷），黃綠光與剩余的藍(lán)光互補(bǔ)共同合成白光，而且發(fā)光效率高，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。但是由于YAG∶Ce3+發(fā)光光譜中存在著缺少紅光成分的問題，從而導(dǎo)致白光LED的顯色指數(shù)偏低。在前期的研究工作中，我們發(fā)現(xiàn)在YAG∶Ce3+中加入PbO，可以使Ce3+的發(fā)射峰紅移。為了進(jìn)一步提高白光LED的顯色指數(shù)，增加發(fā)射光譜的紅黃比，本文

3、將Pb2+離子(PbO)引入YAG∶Ce3+，L(Pr3+/Cr3+)體系，從而使L離子的激發(fā)光譜與Ce3+的發(fā)射光譜交疊增加，提高Ce3+-L之間的能量傳遞效率，使YAG∶Ce3+，L(Pr3+/Cr3+)熒光粉中的紅光成分增強(qiáng)。
　　本論文采用高溫固相合成法，在YAG∶Ce3+，L(Pr3+/Cr3+)體系熒光粉中摻入Pb2+離子，研究了Pb2+的摻雜對YAG∶Ce3+，L(Pr3+/Cr3+)熒光粉中的紅光發(fā)射強(qiáng)度的影響。在

4、此基礎(chǔ)上，研究了不同助溶劑和不同升溫速率對YAG∶Ce3+，Pr3+熒光粉發(fā)光性能的影響。主要的研究結(jié)果如下:
　　(1)將Pb2+離子(PbO)引入到Y(jié)AG∶Ce3+，Pr3+熒光粉中，可以使Ce3+的534 nm寬帶發(fā)射發(fā)生紅移，Pr3+的610nm紅光發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)。這是由于Ce3+發(fā)射光譜的紅移，可以增加它與Pr3+激發(fā)光譜的交疊，從而提高Ce3+-Pr3+能量傳遞的效率。熒光壽命和衰減研究表明，Pb2+會影響YAG熒光粉中

5、的Ce3+-Pr3+之間的能量傳遞效率。當(dāng)摻雜PbO的濃度為x=0.04時(shí)，紅移最強(qiáng)，紅黃強(qiáng)度比最大。
　　(2)改變發(fā)紅光的離子的種類，將Cr3+離子替換Pr3+離子。YAG∶Ce3+，Cr3+熒光粉中摻入Pb2+后，提高了Ce3+-Cr3+能量傳遞的效率。當(dāng)摻雜PbO的濃度為x=0.0075時(shí)，紅黃強(qiáng)度比最大，有利于提高YAG∶Ce3+黃色熒光粉的顯色指數(shù)。
　　(3)改變添加助溶劑的種類，研究不同的助溶劑對YAG∶Ce

6、3+，Pr3+，Pb2+熒光粉的物相、熒光光譜的影響。結(jié)果表明:添加助溶劑基本沒有改變衍射峰的位置，也沒有新的衍射峰出現(xiàn)，添加BaF2和HBO3各為3wt％的混合助溶劑時(shí)，發(fā)射光譜的強(qiáng)度達(dá)到最大。比單獨(dú)添助溶劑HBO3和BaF2的發(fā)射峰強(qiáng)度高很多，大約是單獨(dú)添加BaF2樣品發(fā)射強(qiáng)度的257.7％，是單獨(dú)添加HBO3樣品發(fā)射強(qiáng)度的195.7％。
　　(4)改變升溫速率，研究不同的升溫速率對YAG∶Ce3+，Pr+，Pb2+熒光粉合成