高顯色白光LED用熒光粉的合成和光譜研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、白光LED被稱為第四代光源,與當(dāng)今普遍使用的白熾燈、熒光燈光源相比,其具有壽命長、功耗低、響應(yīng)快、尺寸小、抗沖擊性好和無汞污染等優(yōu)勢,可以滿足人們對安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適、美觀等多方面要求。
   目前使用最廣泛、技術(shù)最成熟的白光LED技術(shù)是藍光芯片加YAG黃色熒光粉技術(shù),它是用藍光LED芯片發(fā)出藍光,然后去激發(fā)YAG熒光粉產(chǎn)生黃光,剩余的藍光與黃光混合形成白光。但是YAG黃色熒光粉存在發(fā)射光譜的寬度不夠?qū)挘鄙偌t光成分的固有缺

2、陷。因此該種類型白光LED色溫偏高、顯色指數(shù)偏低,難以達到普通照明要求。改善現(xiàn)有YAG熒光粉或?qū)ふ野l(fā)射光譜較寬的替代YAG的其它熒光粉以提高白光LED的顯色性對于當(dāng)前固體照明顯得尤為重要。
   高溫固相法是合成稀土摻雜熒光材料傳統(tǒng)的和應(yīng)用最多的方法,其制備方法簡單,只要控制好溫度和焙燒時間,樣品成功率高;微波輻照法是80年代中期迅速發(fā)展起來的新興熒光材料合成方法,具有快速、高效、受熱均勻等特點。本文采用微波輻照法和高溫固相法相

3、結(jié)合,充分利用高溫固相法和微波輻照法的優(yōu)點,制備出了一系列的白光LED用熒光粉。
   研究了Ba2+共摻Sr3SiO5:Ce3+,Li+橙黃色熒光粉。其激發(fā)峰350nm和415nm分別對應(yīng)于Ce3+的4f→2D5/2和4f→2D3/2躍遷。隨著Ba離子含量的增加,發(fā)射光譜峰值波長由530nm紅移至590nm,發(fā)射光全半寬度由85nm增加至160nm。Ba2+的最佳摻雜濃度為0.35mol。將0.35Ba2+共摻Sr3SiO5:

4、0.018Ce3+,0.018Li+與藍光InGaN LED芯片(峰值波長為460nm)封裝,在前向驅(qū)動電流為20mA下,獲得了顯色指數(shù)為86的白光LED。
   研究了分別摻雜Ba2+,Ca2+,Mg2+的Sr2siO4:Eu2+的黃色熒光粉。三個系列樣品在340nm—450nm范圍都有較強的激發(fā)。以Sr1.73Ba0.2SiO4:0.07Eu2+的激發(fā)和發(fā)射效果最好,其發(fā)射波段范圍為520nm—620nm,這歸因于占據(jù)六配位

5、的Sr2+(Ⅱ)的Eu2+的4f65d→8S7/2躍遷。Ba2+、Eu2+的最佳摻雜分別為0.2mol和0.07mol。將Sr1.73Ba0.2SiO4:0.07Eu2+與藍光InGaN LED芯片(峰值波長為460nm)進行封裝,在20mA前向驅(qū)動電流驅(qū)動下,得到了顯色指數(shù)為85的白光LED。
   研究了能被近紫外激發(fā)的高效BaMgAl10O17:Eu2+(BAM)藍色熒光粉;制備了BAM藍光熒光粉,研究了其光譜特性,研究了

6、BAM的受熱后發(fā)光衰減機理,并且通過分析BAM晶格結(jié)構(gòu),研究了增加Mg2+的含量來提高BAM的穩(wěn)定性,得出了提高BAM熱穩(wěn)定性的最佳Mg2+的總摩爾濃度為1.05mol。
   研究了兩個系列的硅酸鹽的紅光熒光粉:M3—xSiO5:xEu3+(M=Mg,Ca,Ba,Sr)和Ca(La1—xEux)4Si3O13。它們可以作為補償藍光芯片加YAG黃色熒光粉封裝的白光LED的紅色成分的紅色熒光粉,也可以作為近紫外芯片激發(fā)的三基色白光

7、LED中的紅光熒光粉。
   研究了Ba2—xMg1—ySi2—zAlzO7:xEu2+,yMn2+系列白光熒光粉。當(dāng)Al3+的摻雜濃度為0.3mo1時,樣品具有最佳的發(fā)射效果,是一個從400nm—650nm的寬波段發(fā)射,包含三個發(fā)射峰,峰值波長分別為:623nm,501nm和438nm。其中438nm和501nm的發(fā)射源于在晶格中取代了Ba(Ⅱ)和Ba(Ⅰ)的兩種Eu2+的5d→4f的能級躍遷。623nm的發(fā)射源于Eu2+將一

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