白光LED用稀土钨钼酸盐荧光粉的制备与性能研究

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白光LED因具有节能、环保、长寿命等一系列突出的优点,成为最具发展前景的第四代照明光源。如今实现白光LED的主要方案为荧光粉转化法,目前应用最广泛的是蓝光In Ga N芯片激发Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce3+)黄色荧光粉,但由于该荧光粉在红光波段发光偏弱,导致其显色性(CRI)较差。为提高白光LED的显色性并降低色温使其达到室内照明的要求,必须要加强荧光材料的研究,改善核心部件荧光粉的发光性能,尤其是红光荧光粉。本学位论文以稀土发光离子Eu3+作为掺杂离子,钨、钼酸盐为基质,采用高温固相法及水热法合成并表征了一系列钨、钼酸盐体系荧光材料,详细分析了荧光粉的发光性能,所做主要工作如下:采用高温固相法合成了基质Sr Mo O4及荧光粉Sr Mo O4:Eu3+。分析了Sr Mo O4基质的晶体结构,研究了Sr Mo O4:Eu3+的光谱性能、能量传递机理、计算了色坐标并绘制了色坐标图。通过对Eu3+浓度的调控,确定其最佳浓度为30%。研究了助熔剂的降温作用,及其掺杂对荧光材料发光强度的作用。结果表明,添加助熔剂Ba F2,使样品的晶体缺陷减小,发光强度增强了4.5倍,且合成温度从900℃4h降低到了600℃4h,大大降低了能量耗损;探究了电荷补偿剂的种类及浓度对荧光粉发光强度的作用。结果表明,添加Na2CO3时对样品的发光强度有明显的增强作用,其添加浓度为9%时增强效果最佳,此时的发光强度增加了约4.7倍。采用水热法成功合成出WO3?0.34H2O,并用此钨源分别采用水热法和高温固相法合成BaWO4:Eu3+荧光粉,对其光谱性能进行了详细的探究。结果表明:水热法制备的荧光粉BaWO4:Eu3+与通过高温固相法所制备出来的具有一样的光谱;通过对Eu3+浓度的调控,确定了其最佳掺杂浓度为30%。计算了该样品的色坐标为(0.530,0.447)并绘制出样品的色坐标图。此荧光粉为可与蓝光LED相匹配的红光荧光粉,可掺杂在传统白光LED(蓝光LED+黄光荧光粉YAG:Ce)中增加红光发射,弥补显色性低的缺陷。
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