白光LED用熒光材料的制備及性能研究.pdf

1、白光LED具有耗電量小、壽命長(zhǎng)、環(huán)保、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。隨著發(fā)光效率的提高和生產(chǎn)成本的降低，白光LED預(yù)計(jì)必將成為繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度放電燈后的新一代照明光源。半導(dǎo)體照明將成為21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高新技術(shù)領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體白光照明的主要途徑有以下兩種：一是利用紅、綠和藍(lán)三基色的半導(dǎo)體LED芯片組合來(lái)實(shí)現(xiàn)白光照明；二是在超高亮度GaN基藍(lán)、綠和紫外LED芯片上涂敷相應(yīng)組分的熒光物質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)白光照明，這類熒光物質(zhì)就是白光LED用熒光材料。

2、 本文以白光LED用熒光材料為研究對(duì)象，采用高能球磨與反應(yīng)燒結(jié)法、共沉淀法合成了應(yīng)用最廣泛白光LED用熒光材料——釔鋁石榴石(Y3Al5O12，簡(jiǎn)稱YAG)熒光粉，并用熒光轉(zhuǎn)換法制備了性能優(yōu)良的白光LED。 采用X射線衍射儀對(duì)粉末樣品的物相結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；采用熒光光譜儀測(cè)試了樣品的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜；采用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)樣品的微觀結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征，測(cè)試了樣品的能量散射譜；并采用粒度儀測(cè)試了樣品的粒度分布。

3、大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：①、采用高能球磨和反應(yīng)燒結(jié)相結(jié)合的方法，在1300℃反應(yīng)6h得到了單一物相的、發(fā)光性能良好的YAG熒光粉，產(chǎn)物顆粒尺寸分布均勻，無(wú)團(tuán)聚，近似呈球形，平均粒度在2μm左右；加入適量助熔劑有助于合成發(fā)光性能好的YAG熒光粉，且不會(huì)引入雜相；采用共沉淀法在900℃獲得了納米級(jí)的YAG熒光粉，但其團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重，發(fā)光亮度偏低。②、YAG：Ce3+熒光粉的激發(fā)光譜為雙峰結(jié)構(gòu)，兩主峰位于近紫外340nm處和可見(jiàn)光區(qū)460nm處，分

4、別對(duì)應(yīng)于鈰離子2F5/2→5d和2F7/2→5d的電子躍遷，發(fā)射光譜為寬譜，最強(qiáng)發(fā)射峰位于535nm處。實(shí)驗(yàn)表明：激發(fā)峰和發(fā)射峰強(qiáng)度與鈰離子的摻雜量有關(guān)，當(dāng)鈰離子的摩爾分?jǐn)?shù)x=0.06時(shí)達(dá)到最大。③、釓離子的摻雜不會(huì)影響熒光粉的激發(fā)波長(zhǎng)和強(qiáng)度，但能引起發(fā)射波長(zhǎng)的紅移，當(dāng)釓離子的摩爾分?jǐn)?shù)y從0.06增大到0.18時(shí)，熒光粉發(fā)射波長(zhǎng)可覆蓋535～560nm的黃綠光范圍。采用位型坐標(biāo)示意圖定性分析說(shuō)明：釓離子的摻雜使得基質(zhì)中激發(fā)態(tài)位型坐標(biāo)變寬