高顯色白光LED用熒光粉的合成和光譜研究.pdf

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(zhǎng)、功耗低、響應(yīng)快、尺寸小、抗沖擊性好和無(wú)汞污染等優(yōu)勢(shì)，可以滿足人們對(duì)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(lán)光芯片加YAG黃色熒光粉技術(shù)，它是用藍(lán)光LED芯片發(fā)出藍(lán)光，然后去激發(fā)YAG熒光粉產(chǎn)生黃光，剩余的藍(lán)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)?，缺少紅光成分的固有缺

2、陷。因此該種類(lèi)型白光LED色溫偏高、顯色指數(shù)偏低，難以達(dá)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(duì)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(jiǎn)單，只要控制好溫度和焙燒時(shí)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(lái)的新興熒光材料合成方法，具有快速、高效、受熱均勻等特點(diǎn)。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(diǎn)，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(duì)應(yīng)于Ce3+的4f→2D5/2和4f→2D3/2躍遷。隨著B(niǎo)a離子含量的增加，發(fā)射光譜峰值波長(zhǎng)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(lán)光InGaN LED芯片(峰值波長(zhǎng)為460nm)封裝，在前向驅(qū)動(dòng)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(gè)系列樣品在340nm—450nm范圍都有較強(qiáng)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(lán)光InGaN LED芯片(峰值波長(zhǎng)為460nm)進(jìn)行封裝，在20mA前向驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)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(lán)色熒光粉；制備了BAM藍(lán)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(jī)理，并且通過(guò)分析BAM晶格結(jié)構(gòu)，研究了增加Mg2+的含量來(lái)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(gè)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(bǔ)償藍(lán)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(shí)，樣品具有最佳的發(fā)射效果，是一個(gè)從400nm—650nm的寬波段發(fā)射，包含三個(gè)發(fā)射峰，峰值波長(zhǎng)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(jí)躍遷。623nm的發(fā)射源于Eu2+將一