白光LED用磷酸鹽熒光粉的發(fā)光性能及應(yīng)用研究.pdf

1、由于白光發(fā)光二極管(W-LED)具有發(fā)光效率高，耗電量低，使用壽命長(zhǎng)，綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，它將取代目前普遍使用的白熾燈和熒光燈，成為新一代照明光源。目前，最主要的主流技術(shù)是單芯片加熒光粉合成白光LED，根據(jù)芯片的種類不同，它又分為藍(lán)光芯片加黃色熒光粉技術(shù)和近紫外光芯片加紅綠藍(lán)三基色熒光粉技術(shù)。尋找能被藍(lán)光芯片(430-480 nm)或近紫外光芯片(380-410 nm)有效激發(fā)的熒光粉是研究白光LED用熒光粉的重點(diǎn)。隨著半導(dǎo)體芯片研究理論和

2、技術(shù)的發(fā)展，提高了發(fā)射波長(zhǎng)在近紫外．紫光區(qū)的芯片的效率，能夠?yàn)闊晒夥厶峁└叩募ぐl(fā)能量，本論文的研究重點(diǎn)是：制備能被近紫外光芯片有效激發(fā)的LED用熒光粉。 本論文從以下兩方面開展研究工作：1、從新材料開發(fā)的角度，合成出可被400 nm左右的近紫外光有效激發(fā)的藍(lán)綠色熒光粉和單一基質(zhì)的白光熒光粉，并成功與近紫外芯片封裝成熒光粉轉(zhuǎn)換型LED；2、從基礎(chǔ)研究的角度，通過以下各種光譜測(cè)試手段，例如：漫反射光譜，發(fā)射光譜(室溫和低溫)，熒光

3、壽命等來，系統(tǒng)研究了稀土離子Eu2+和Tb3+在鹵磷酸鈣和磷酸三鈣體系的發(fā)光性能以及Eu2+到Tb3+的能量傳遞機(jī)理。本學(xué)位論文分5章撰寫。 第一章首先介紹了發(fā)光材料的定義和分類、光致發(fā)光的機(jī)理和基本概念、稀土發(fā)光材料的應(yīng)用以及稀土離子的發(fā)光原理及特性；然后簡(jiǎn)述了白光LED的工作原理、實(shí)現(xiàn)方式、優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用以及自光LED用熒光粉研究現(xiàn)狀；最后提出了本文的研究目標(biāo)，即尋找適合于～400 nm近紫外光激發(fā)光轉(zhuǎn)換型LED用的稀土熒光粉。

4、 第二章，首先主要介紹了制備熒光粉所需要的主要試劑、制備工藝、合成設(shè)備以及測(cè)試儀器；然后又簡(jiǎn)述了LED的制備工藝過程和測(cè)試條件。 第三章，我們通過高溫固相法合成了一系列Eu2+和Tb3+共摻雜的氯磷酸鈣藍(lán)綠色熒光粉以及Eu2+、Tb3+和Mn2+共摻的的氯磷酸鈣白光熒光粉。我們首次觀察到了氯磷酸鈣基質(zhì)中從Eu2+到Tb3+的能量傳遞，并研究了其能量傳遞的機(jī)理，把它歸屬為交換作用誘導(dǎo)的共振非輻射能量傳遞和溫度主導(dǎo)的聲子輔助

5、的非輻射能量傳遞的結(jié)合；我們還同時(shí)觀察到了Eu2+到Tb3+的能量傳遞以及Eu2+到Mn2+的能量傳遞，并探討了Eu2+、Tb3+和Mn2+三種離子的濃度對(duì)白光熒光粉的色坐標(biāo)的影響，得到了一系列具有高顯色指數(shù)和低色溫的單一基質(zhì)白光熒光粉。 第四章，我們通過高溫固相法合成了一系列Eu2+單摻雜磷酸三鈣體系(α-Ca3(PO4)2，β-Ca3(PO4)2和Ca10Na(Li，K)(PO4)7)熒光粉以及Eu2+和Tb3+共摻雜七磷酸

6、十鈣鈉(鉀，鋰)熒光粉。首先，我們系統(tǒng)地研究了Eu2+在β-磷酸三鈣體系(β-Ca3(PO4，)2和Ca10Na(Li，K)(PO4)7)中的發(fā)光性能并分析了β-磷酸三鈣體系中Eu2+的格位占據(jù)情況；我們首次觀察到七磷酸十鈣鈉(鉀，鋰)基質(zhì)中從Eu2+到Tb3+的能量傳遞，并初步探索了其機(jī)理；最后，我們探討了Eu2+在α-磷酸三鈣中發(fā)光性能，尋找到了適合近紫外光激發(fā)的熒光粉的最優(yōu)濃度。 第五章，我們利用佛山國(guó)星光電科技股份有限公