CaAlSiN3-Eu2+熒光粉與熒光粉玻璃復合材料的制備及性能研究.pdf

1、近來新型顯示技術發(fā)展迅速。在投影顯示行業(yè)，傳統光源采用氣體放電燈或高壓汞燈，這種產品壽命僅有2000小時，同時因含有汞成分易造成環(huán)境污染。LPD（Laser Phosphor Display激光激發(fā)熒光粉）技術顯示光源具有長壽命，高效率，廣色域，無汞的特點，滿足人類綠色環(huán)保要求，可以全面替代傳統高壓汞燈產品，廣泛應用于顯示產業(yè)。該技術通過單色激光結合含有紅、綠、黃等多種顏色的熒光粉色輪的旋轉而實現不同顏色的光輸出。通過樹脂、硅膠將熒光材

2、料涂覆封裝在高反射基底上，是目前制作熒光粉色輪的主要方法。由于LPD技術采用激光作為光源，激光長時間照射在熒光粉色輪上，會導致樹脂和硅膠老化、裂解、黃變，熒光粉性質也會受到沖擊，進而導致顯示畫質嚴重下降。因此，尋找高性能的熒光粉和改變現有封裝模式是LPD技術中亟待解決的問題。
　　氮化物熒光粉具有量子效率高、光譜豐富、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，是一種可用于LPD技術的高性能熒光粉。本文通過高溫固相反應法制備了一系列Eu2+摻雜的CaAlS

3、iN3熒光粉。利用X射線衍射儀(XRD)、熒光光譜儀(PL)研究了制備工藝參數對 CaAlSiN3的物相組成和熒光性能的影響。實驗結果表明，反應溫度為1700℃，反應壓力為0.65 MPa，保溫時間為3 h時，熒光粉的結晶性最好，發(fā)光強度也最高。當Eu2+摻雜濃度為4％時，樣品的發(fā)光強度最高，濃度繼續(xù)增加，出現“濃度猝滅”現象。且隨著摻雜濃度的增加，發(fā)射光譜出現“紅移”現象。其次，通過改變基質陽離子的方法，可在一定范圍內對發(fā)射峰波長進行

4、調控。
　　針對硅膠和樹脂的老化、裂解問題，本文以鉍硼酸鹽玻璃粉為粘結劑，制備了CaAlSiN3:Eu2+熒光粉玻璃復合材料。該復合材料表面平整，厚度約100μm。FE-SEM和激光共聚焦顯微鏡顯示，熒光粉顆粒均勻地分散在玻璃基體中。熒光粉比例為50 v/v%時，熒光測試結果顯示，該復合材料仍可保持42%的發(fā)光強度，此時的量子效率為54%；熱穩(wěn)定性測試結果顯示，300℃下，該復合材料仍可保持74%的發(fā)光強度；力學性能測試結果顯示，

5、其抗折強度可達28.5 MPa。這些結果表明 CaAlSiN3:Eu2+熒光粉玻璃復合材料綜合性能優(yōu)異，在激光顯示領域有良好的應用前景。
　　本文還制備了 YAG:Ce3+熒光粉玻璃復合材料，并將其與CaAlSiN3:Eu2+復合材料進行對比。鉍硼酸鹽玻璃和 YAG:Ce3+熒光粉都是通過氧化物制得的，二者的化學成分相似，因此，鉍硼酸鹽玻璃對 YAG:Ce3+顆粒具有更好的潤濕性。另外，YAG:Ce3+復合材料還具有更高的抗折強度