用于LED照明的發(fā)光粉改性及新材料探索.pdf

1、上世紀九十年代，白光LED問世。現在白光LED照明是21世紀具有發(fā)展前景的一種高新技術領域，有可能替代白熾燈、熒光燈成為第四代新型固體光源。LED照明具有高穩(wěn)定性、低電壓、低能耗、長壽命、高安全性、無污染、易維護等優(yōu)點。而熒光粉是白光LED制造中不可缺少的一部分，熒光粉性能的好壞直接影響了LED的性能。而目前的黃色熒光粉、多基色熒光粉、紅色熒光粉都各自有著不足之處。
　　 本論文中，基于上述一些問題，作者對傳統(tǒng)的YAG∶Ce黃色

2、熒光粉進行改性，并對新型的多基色熒光粉、紅色熒光粉進行了探索和研究。使用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紅外光譜(FTIR)和熒光光譜研究其結構、形貌、光學性質等，并對相關機理給出詳細的解釋。
　　 本論文共分七章，每章的主要內容概述如下:
　　 第一章:主要介紹了白光LED發(fā)展史，以及白光LED實現的幾種方法。接著分析了目前研究的黃色熒光粉、多基色熒光粉、紅色熒光粉現狀和不足之

3、處。最后，指出本文我們所要研究的內容與實際意義。
　　 第二章:主要介紹了發(fā)光材料的幾種常用合成方法、表征手段，并列出了每個表征手段所用的實驗儀器及其原理、技術指標等內容。
　　 第三章:采用超臨界水熱合成方法，反應溫度保持在390℃，改變反應時間，制備系列單相YAG∶Ce3+納米熒光粉。實驗結果發(fā)現:與傳統(tǒng)的固相反應相比，超臨界水熱法顯著降低了單相YAG∶Ce3+的合成溫度。通常前者需要約1600℃的高溫燒結;超臨界水

4、熱合成的納米熒光粉具有規(guī)則的形貌且大小均勻，并有著較強的發(fā)光強度;反應時間的不同也影響著熒光粉的發(fā)光性能。
　　 第四章:采用水熱合成方法，反應溫度為360℃，改變反應時間，制備系列單相YAG∶Ce3+納米熒光粉，并對其中反應時間為22h的樣品進行了后續(xù)退火處理，包括空氣燒結、真空燒結、放電等離子燒結(SPS)。實驗結果發(fā)現:SPS燒結的熒光粉基本上保持原來形貌特征，發(fā)光明顯增強;和固相法制備的YAG∶Ce3+熒光粉相比，水熱法

5、制備的YAG∶Ce3+納米熒光粉最強發(fā)射峰從541nm紅移到560nm，有益于白光LED照明。
　　 第五章:采用固相法分別制備系列Ca9Gd(VO4)7∶Eu3+，Dy3+熒光粉和Na+摻雜Ca9Gd(VO4)7∶Eu3+，Dy3+熒光粉。對于Ca9Gd(VO4)7∶Eu3+，Dy+熒光粉，在波長為300nm的紫外光激發(fā)下，由于Dy3+和Eu3+的f-f電子躍遷，熒光粉能發(fā)射藍光、黃光和紅光，通過改變Dy3+和Eu3+的濃度可

6、以調節(jié)三種發(fā)射光強度。對于Na+摻雜Ca9Gd(VO4)7∶Eu3+，Dy3+熒光粉，Na+摻雜可以使三種顏色的發(fā)射光強度都增強，原因可能是Na+取代了Ca2+時產生了氧空位，從而改變了Dy3+和Eu3+周圍的晶體場環(huán)境。
　　 第六章:采用固相法制備了系列Ca9Y(VO4)7∶Pr3+紅色熒光粉。激發(fā)譜的最強峰在457nm左右，正好與市場上使用的藍光InGaNLED芯片的發(fā)射波長(450-480nm)相匹配，發(fā)射譜在616衄和