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这是一篇综述形式的论文,主要综述了半导体白色发光二极管(WhiteLight-Emitting Diodes,WLEDs)用发光材料的研究进展。论文从WLED基本原理、制备方法、发光材料及WLED器件研究进展、产业现状四个方面进行综述。
第一章主要介绍发光二极管发光原理及发展历史,荧光粉的发光原理以及WLED的结构与发光过程。
第二章从制备的角度对WLED用发光材料作了阐述。分别介绍了各种制备方法及其优缺点,同时综述了荧光粉的包覆技术。
第三章与第四章是本论文的核心部分,主要介绍国内外WLED用荧光粉的研究进展。第三章介绍的是各种适用于半导体蓝光芯片激发的黄光、红光和绿光发射荧光粉。黄粉主要是YAG:Ce<3+>体系,应用最早,性质也很好,对它的研究较多。不同的制备方法,添加不同的掺杂离子对其发光影响较大。正硅酸盐体系和硅氮化物体系是新开发的较有发展前景的黄粉。红粉使用较多的是碱土硫化物体系,发光性质不错但稳定性欠佳。硅氮(氧)化物是新开发的红粉,发光性质良好,而且化学性质稳定。钼酸盐体系、钙铝石榴石体系等亦有报道。绿粉主要是SrGa2S4:Eu<2+>体系,同样存在稳定性方面的问题。SiAION掺Eu<2+>或Yb<3+>以及碱土原硅酸盐体系亦观察到了绿光发射。第四章介绍适用于半导体近紫外芯片激发的蓝光、绿光、红光、黄光以及单一基质白光荧光粉。蓝粉除了传统的BAM:Eu<2+>和卤粉体系外,在硅酸盐,氯硅酸盐,磷酸盐等体系取得了一些新的进展,得到了较好的蓝光发射,其中LiSr<,0.95>PO<,4>:0.05Eu<2+>体系已经制备得到了蓝光LED。绿粉属Eu<2+>掺杂原硅酸盐体系研究得最多,对不同的制备条件,不同的掺杂离子等均有较多报道,取得了较好的结果:在氯硅酸盐体系,硅氮化物体系以及铝酸盐体系也取得了不错的结果。红粉研究得最多的是Eu<3+>掺杂钼(钨)酸盐体系,其发光强度已远远超过传统的Y<,2>O<,3>:Eu<3+>红粉。以Sm<3+>或Bi<3+>共掺杂,以多种金属阳离子取代基质中的阳离子位置或者调制基质阴离子均能提高发光强度。同时也涌现出多个其他体系的红粉。黄粉主要是硅氮氧化物体系与氯硅酸盐体系,均为宽带激发,宽带发射,发光性质以及化学稳定性都比较好。单一基质白光荧光粉是一种值得重视的材料。目前研究较多的是Eu<2+>和Mn<2+>共掺杂多硅酸盐体系,可得到两基色或三基色白光。在正硅酸盐体系亦取得了较好的结果。
第五章介绍了蓝光激发与近紫外光激发荧光粉转换白光LED的研究进展。