鈦酸鹽體系白光LED用紅色熒光粉的制備及性能研究.pdf

1、白光發(fā)光二極管(light emitting diode，簡稱LED)具有發(fā)光效率高、壽命長、無污染等眾多優(yōu)點，是21世紀(jì)符合環(huán)保、節(jié)能的綠色光源，應(yīng)用前景廣泛。熒光體轉(zhuǎn)換是獲取白光LED的主要途徑之一。但目前商用的Y2O2S∶Eu3+紅色熒光粉發(fā)光強(qiáng)度只有藍(lán)、綠粉的八分之一，且該種粉體不穩(wěn)定、其中所含硫元素對環(huán)境有很大危害，這些都嚴(yán)重影響了白光LED的發(fā)展和應(yīng)用。
　　 本文首先采用溶劑熱法合成了可被近紫外光激發(fā)的紅光熒光粉C

2、aTiO3∶Eu3+。利用X射線衍射儀(XRD)，掃描電鏡(SEM)、熒光分光光度計(PL)、量子效率儀(QE)對所制備的紅色熒光粉的結(jié)構(gòu)，形貌和性能進(jìn)行了表征。掃描電鏡顯示用該方法合成的熒光粉為微米管狀結(jié)構(gòu)，實驗分析得知其形貌可通過溫度和溶劑的選擇進(jìn)行調(diào)整。熒光測試結(jié)果顯示此種熒光粉可以有效被398nm的近紫外光激發(fā)，并在618nm處有屬于Eu3+的5D0→7F2躍遷的較強(qiáng)發(fā)射，發(fā)射強(qiáng)度隨著Eu的摻雜濃度的提高而不斷上升，直到摻雜濃度

3、為3mol％，發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大值。量子效率結(jié)果顯示此種熒光粉的內(nèi)量子效率可以達(dá)到58.34％，較固相法合成的CaTiO3∶Eu3+量子效率(21.40％)高出許多。熱穩(wěn)定性顯示此種熒光粉的熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)異于市面上普遍采用的Y2O2S∶Eu3+熒光粉，因此該熒光粉是一種有著良好發(fā)展前景的紅色熒光粉。
　　 為了進(jìn)一步尋找可被藍(lán)光激發(fā)的紅色熒光粉，我們用固相法制備了Eu3+摻雜的La2Ti2O7熒光粉。熒光測試結(jié)果顯示此種熒光粉不但

4、可以被396nm的近紫外光激發(fā)，也可被465nm的藍(lán)光激發(fā)，并且465nm處激發(fā)的發(fā)光強(qiáng)度與近紫外非常相近，在612nm處有屬于Eu3+的5D0→7F2躍遷的較強(qiáng)發(fā)射。發(fā)射強(qiáng)度隨著Eu3+的摻雜濃度的提高而不斷上升，直到摻雜濃度為30mol％，發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大值。文中詳細(xì)討論了猝滅濃度和猝滅溫度，并且通過與黃光Y3Al5O12∶Ce3+熒光粉和藍(lán)光芯片組合制作白光LED，測得其顯色指數(shù)可達(dá)到84.9。通過熱穩(wěn)定性測試發(fā)現(xiàn)此種熒光粉的熱穩(wěn)

5、定性明顯優(yōu)于Y2O2S∶Eu3+和Y3Al5O12∶Ce3+，可以應(yīng)用于大功率白光LED。
　　 為了進(jìn)一步解決Eu3+激發(fā)光譜范圍過窄及發(fā)光強(qiáng)度不高的問題，對以La2Ti2O7為基體的熒光粉進(jìn)行了Sm3+與Eu3+以及Y3+與Eu3+共摻雜的實驗。實驗中以5mol％濃度銪摻雜的La2Ti2O7∶Eu3+熒光粉作為參照，在發(fā)光性能上與固相法制備的樣品進(jìn)行了比較。熒光測試結(jié)果顯示，Sm3+與Eu3+的共摻雜對La2Ti2O7∶Eu