白光LED用CaSi2O2N2和Ca4Si2O7F2基熒光粉的制備及性能研究.pdf

1、熒光粉轉(zhuǎn)換型白光發(fā)光二極管(phosphor-converted whitelight-emitting diodes，pc-LEDs)具有節(jié)能、綠色環(huán)保、體積小、壽命長、啟動時間短、結(jié)構(gòu)牢固等顯著特點，有望取代白熾燈、熒光燈、鈉燈等成為新一代的照明光源。目前熒光粉轉(zhuǎn)換型白光LED面臨的主要挑戰(zhàn)是發(fā)光效率、顯色指數(shù)等有待進一步提高，價格與熒光燈等傳統(tǒng)照明光源相比缺乏競爭性。這些問題的解決有賴于高性能、低成本白光LED用熒光粉的制備。

2、r>　　 三價鈰離子激活的釔鋁石榴石熒光粉(Y，Gd)3(Al，Ga)5O12：Ce3+(簡稱YAG：Ce3+)是目前被廣泛應(yīng)用于白光LED的熒光粉，然而該類熒光粉顯色指數(shù)低、熱穩(wěn)定性較差。近幾年開發(fā)的CaSi2O2N2：Eu2+黃綠色熒光粉具有良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性以及與LED芯片的高匹配性，有望取代YAGr：Ce3+。不過，與YAG：Ce3+相比，CaSi2O2N2：Eu2+熒光粉的發(fā)光強度還有待進一步提高。
　　 本

3、文通過高溫固相反應(yīng)法制備了一系列Eu2+離子與其他稀土離子(Pr3+，Nd3+，Sm3+，Tb3+，Dy3+)共摻雜的CaSi2O2N2熒光粉。利用X射線衍射儀(XRD)、熒光分光光度計(PL)、量子效率儀(QE)對所制得的熒光粉的物相以及發(fā)光性能進行了表征，研究了不同稀土摻雜離子對CaSi2O2N2：Eu2+熒光粉發(fā)光性能的影響。實驗結(jié)果表明，Dy3+或Tb3+摻雜可以顯著提高熒光粉的發(fā)光強度。其次，在Dy3+、Eu2+共摻雜的基礎(chǔ)上

4、加入Li+離子可起到電荷補償?shù)淖饔脧亩M一步提高熒光粉的發(fā)光強度，同時隨著Dy3+和Li+摻雜濃度的提高熒光粉的發(fā)光強度不斷增強，直到摻雜濃度為1 mol％時發(fā)光強度達到最大，是未摻雜Dy3+和Li+離子的CaSi2O2N2：Eu2+熒光粉發(fā)光強度的157%，并且此時熒光粉的內(nèi)量子效率可以達到61.06%。
　　 除稀土離子共摻雜以外，熒光粉的發(fā)光強度還可以通過摻雜非稀土離子(如堿土金屬)的方法得到增強。與稀土化合物相比，非稀土

5、化合物易得到，價格低廉，因此非稀土離子共摻雜具有更廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文通過高溫固相反應(yīng)法制備了一系列Mg2+離子摻雜的CaSi2O2N2：Eu2+熒光粉，研究了Mg2+摻雜濃度對熒光粉發(fā)光性能的影響，PL結(jié)果表明，該類熒光粉可以被近紫外到藍光有效激發(fā)，發(fā)射光強度隨Mg2+摻雜濃度的變化而變化，Mg2+摻雜量為10 mol%，此時發(fā)光強度達到最大，是未摻雜Mg2+的CaSi2O2N2：Eu2+熒光粉發(fā)光強度的127%；同時

6、，Mg2+離子摻雜還有助于提高Eu2+的猝滅濃度。此外，本文采用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MPS)偶聯(lián)劑對所制得的熒光粉進行了有機改性，有效改善了熒光粉在環(huán)氧樹脂中的沉降性，有利于制備色度均勻的白光LED。
　　 本文還采用碳熱還原法制備了稀土銪離子摻雜的Ca4Si2O7F2熒光粉，并初步探索了該類熒光粉的制備工藝，研究了燒結(jié)溫度以及助熔劑H3BO3添加量等對樣品物相及發(fā)光性能的影響。實驗結(jié)果表明，在H3BO3含量為