白光LED用Sr3Ga2O5Cl2紅色熒光粉的制備及發(fā)光性能研究.pdf

1、作為第四代照明光源，白光LED節(jié)能環(huán)保、安全可靠、使用壽命長(zhǎng)，引起了研究人員的廣泛關(guān)注。白光LED把熒光粉體涂敷在LED芯片上，通過(guò)光轉(zhuǎn)換的方法來(lái)獲取白光。高品質(zhì)白光的組成離不開(kāi)紅光成分，高效的紅色熒光粉成了當(dāng)前白光LED研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的白光LED采用藍(lán)光LED芯片激發(fā)黃色熒光粉的方案，由于缺少紅色光譜成分，獲得的白光顯色指數(shù)偏低。目前，白光LED的發(fā)展趨勢(shì)是用（近）紫外LED芯片激發(fā)RGB三基色熒光粉，此方案獲得的熒光粉色彩均勻、顯

2、色指數(shù)高。當(dāng)前，紅色熒光粉主要是硫氧化物體系，如Y2O2S∶ Eu3+，其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，不能有效吸收（近）紫外光。因此，研究在（近）紫外光光譜范圍有效吸收的新型紅色熒光粉有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本論文采用高溫固相法制備了稀土元素Eu3+、Sm3+單摻雜Sr3Ga2O5Cl2紅色熒光粉，相關(guān)的研究結(jié)果如下:
　　(1)系統(tǒng)研究了高溫固相法制備稀土元素Eu3+、Sm3+單摻雜Sr3Ga2O5Cl2紅色熒光粉的工藝條件，確

3、定了其最佳合成條件是700℃高溫下預(yù)燒10h，自然冷卻后研磨45min，再二次煅燒，煅燒溫度為1100℃，保溫6h。使用掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試了熒光粉樣品的形貌，樣品由形狀不規(guī)則的晶體顆粒組成，粉末顆粒分布均勻，平均尺寸大約為5um，便于涂敷在LED芯片上。Sr3Ga2O5Cl2∶ Eu3+紅色熒光粉的有效激發(fā)波長(zhǎng)為301nm，歸屬于O2-→Eu3+的電荷躍遷。在301nm紫外光激發(fā)下，熒光粉Sr3Ga2O5Cl2∶ Eu3+的發(fā)

4、射光譜有兩個(gè)峰值，分別位于588nm、617nm處，來(lái)源于Eu3+的5D0→7F1、5D0→7F2特征躍遷。隨著Eu3+濃度的增大，Sr3Ga2O5Cl2∶ Eu3+紅色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度先增大后減少，Eu3+濃度為7.0mol％時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度最大。為了評(píng)估紅色熒光粉Sr3Ga2O5Cl2∶ Eu3+的發(fā)光性能，我們將其與傳統(tǒng)商用熒光粉Y2O3∶Eu3+做了對(duì)比。在301nm近紫外光的激發(fā)下，Sr3Ga2O5Cl2∶ Eu3+與Y2O3∶

5、Eu3+的5D0→7F2(617nm)電偶極躍遷強(qiáng)度比較接近。
　　(2)測(cè)試了Sr3Ga2O5Cl2∶ Sm3+的X射線衍射圖譜(XRD)，Sr3Ga2O5Cl2是單斜結(jié)構(gòu)，空間群為P21,晶格常數(shù)為a=b=c=0.9569nm，摻雜的Sm3+取代Sr2+格位形成發(fā)光中心。中心位于230nm的電荷遷移帶和Sm3+的特征激發(fā)峰組成了樣品的激發(fā)光譜，O2-→Sm3+的電荷遷移以及404nm的特征激發(fā)峰較強(qiáng)。不同激發(fā)波長(zhǎng)作用下，發(fā)射光

6、譜的峰位相同，但發(fā)光強(qiáng)度不同。Sr3Ga2O5Cl2∶ Sm3+的發(fā)射光譜為Sm3+的特征躍遷，主要的躍遷有4G5/2→6H5/2(565nm)、4G5/2→6H7/2(601nm)及4G5/2→6H9/2（650nm）。利用CIE1931色坐標(biāo)軟件計(jì)算該熒光粉的色坐標(biāo)為(0.55,0.45)，屬于紅橙光的范疇。Sr3Ga2O5Cl2∶Sm3+的發(fā)光強(qiáng)度隨著Sm3+濃度的增加先增大后減小，Sm3+濃度高于3.0mol％時(shí)出現(xiàn)了濃度淬滅現(xiàn)