白光LED用YAG熒光粉的合成與研究.pdf

1、YAG:Ce3+熒光粉具有化學(xué)穩(wěn)定性高、硬度大、高熔點(diǎn)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，且與藍(lán)光LED芯片組合能夠混合成視覺上的白光，組成白光LED。但是熒光粉的發(fā)射光譜中缺少紅光成分造成了白光LED的色溫偏高，顯色指數(shù)偏低。傳統(tǒng)的釔鋁石榴石(YAG)熒光粉普遍采用高溫固相反應(yīng)法(1600～1800℃)，高溫固相法利于工業(yè)化生產(chǎn)，但反應(yīng)溫度過高，周期較長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備要求較高，粒子易團(tuán)聚，最終制得的產(chǎn)品顆粒尺寸大，需球磨方可使用，而球磨會(huì)使發(fā)光體的晶形受到破壞

2、，發(fā)光效率大幅下降。最近人們通過水熱法、燃燒法、微波加熱法和溶膠-凝膠法等方法來合成YAG 熒光粉。
　　 在對(duì)幾種合成熒光粉方法進(jìn)行較充分研究的基礎(chǔ)上，本文開展了YAG熒光粉的合成與發(fā)光特性的研究。用高溫固相法合成了性能優(yōu)良的YAG :Ce3+熒光粉，確定了Ce3+的最佳摻雜濃度，并對(duì)其合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上基于YAG :Ce3+熒光發(fā)射光譜中缺少紅光成分的缺點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行了Pr3+的摻雜，合成了的YAG:Ce3+,Pr3

3、+熒光粉，研究了其光譜性能，并對(duì)Pr3+的摻雜量對(duì)發(fā)光性能的影響進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究；分別用高溫固相法和高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法合成了YAG:Ce3+,Gd3+熒光粉，研究了其光譜性能以及Gd3+的摻雜對(duì)其發(fā)光性能的影響，并對(duì)兩種合成方法進(jìn)行了對(duì)比。
　　 對(duì)熒光粉的XRD 結(jié)果進(jìn)行分析得出，無論用哪種方法，最終合成的產(chǎn)物均為體心立方晶系的釔鋁石榴石結(jié)構(gòu)，具有Oh(10)2Ia3d的空間群，但是高溫固相法得到的產(chǎn)物的結(jié)晶程度要好一些。S

4、EM表明用優(yōu)化工藝后的高溫固相法合成的YAG :Ce3+、YAG:Ce3+,Pr3+和YAG:Ce3+,Gd3+熒光粉的顆粒尺寸都在1～2μm 左右，而高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法合成的YAG:Ce3+,Gd3+熒光粉的顆粒尺寸在幾百納米之間，顆粒小，更利于熒光粉的應(yīng)用。
　　 熒光光譜分析表明：(1)YAG:Ce3+,Pr3+熒光粉激發(fā)光譜為雙峰結(jié)構(gòu)，激發(fā)主峰位于460nm附近。產(chǎn)物的發(fā)射光譜也是雙峰結(jié)構(gòu)，分別是位于530nm 附近Ce3

5、+的5D→2F5/2 特征發(fā)射峰和位于610nm 附近Pr3+的1D2→3H4 特征發(fā)射峰，610nm處紅光發(fā)射峰的出現(xiàn)有望能提高白光LED的顯色指數(shù)。通過對(duì)不同Pr3+摻雜濃度熒光粉的發(fā)射光譜強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，確定了最佳的Pr3+摻雜濃度。
　　 (2)采用高溫固相法和高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法合成的YAG:Ce3+,Gd3+熒光粉的激發(fā)光譜也是雙峰結(jié)構(gòu)，主激發(fā)峰都位于460nm 附近。發(fā)射光譜分別位于539nm～554nm和523nm～5