论文部分内容阅读
白光发光二极管(白光LED)具有节能环保、高效发光、寿命长的特点,已作为新型光源广泛应用于照明领域。目前商用白光LED主要是通过蓝光芯片与涂敷在芯片上的黄色荧光粉共同发光来实现的。但因缺少红色组分,白光LED光源一直以来存在着显色指数低和色温高等缺点。因此,加强白光LED用红色荧光粉的发光性能,具有重要的理论意义和实用价值。钼酸盐荧光粉以其出色的热稳定性和化学稳定性,以及对近紫外和蓝光的有效吸收性等特点,受到了广泛的关注,尤其是稀土离子掺杂的钼酸盐红色荧光粉更是当前发光材料研究的热点之一。 论文采用高温固相法制备Y2-xMo4O15∶xEu3+、Y1.92-yAyMo4O15∶0.08Eu3+(A=Bi,Al,Gd)、Y1.92Mo4-zSzO15∶0.08Eu3+及Y2-xMo4O15∶xPr3+、Y2-yMo4O15∶yTb3+、Y1.96-yMo4O15∶0.04Pr3+,yTb3+等一系列荧光粉。利用X射线粉末衍射分析(XRD)、荧光光谱分析(PL)等技术方法对所制备荧光粉的结构、发光性能进行了表征研究。分别探讨了焙烧温度、保温时间、Eu3+掺杂浓度、基体取代量对Y2-xMo4O15∶xEu3+荧光粉结构、性能的影响以及Pr3+、Tb3+共掺时Tb3+浓度对Y1.96-yMo4O15∶0.04Pr3+,yTb3+荧光粉性能的影响。并得到以下结论: (1)利用高温固相法成功制备了Y2-xMo4O15∶xEu3+系列荧光粉,其结构与Y2Mo4O15标准相一致。在本文考察条件下,焙烧温度800℃、保温时间8h、掺杂Eu3+浓度x=0.08时所制备的Y2-xMo4O15∶xEu3+发光性能最好。在622nm发射光监控下,Y2-xMo4O15∶xEu3+荧光粉的激发光谱在395nm、468nm、542nm处显现出较强的激发峰,分别对应于Eu3+的7F0→5L6、7F0→5D2和7F0→5D1电子跃迁。Y2-xMo4O15∶xEu3+发射光谱中,位于596nm、622nm、660nm的发射峰,分别来自于Eu3+的5D0→7F1、5D0→7F2和5D0→7F3电子跃迁,并表现为红色发射光。Y2-xMo4O15∶xEu3+的发光强度随着Eu3+浓度的增加呈现先增强后降低的趋势,并在Eu3+掺杂浓度x=0.08时达到峰值。Eu3+浓度较低时,随着浓度的增加,发光中心数目增多,发光强度增强;当浓度超过0.08后,发光中心之间的距离进一步变小,Eu3+间的无辐射跃迁增加,出现浓度淬灭现象,造成发光强度降低。 (2)所制备Y1.92-yAyMo4O15∶0.08Eu3+(A=Bi,Al,Gd)与Y1.92Mo4-zSzO15∶0.08Eu3+荧光粉的XRD分析结果表明,少量Bi3+、Al3+、Gd3+、S6+对Y1.92Mo4O15∶0.08Eu3+基体中Y3+和Mo6+的部分替代并没有明显改变其晶体结构。但随着各替代离子量的增加,促进了发光中心Eu3+周围晶体场的不对称性,减少能量的无辐射跃迁,使得新制备荧光粉的发光性能较Y1.92Mo4O15∶0.08Eu3+荧光粉显著增强。当Bi3+、Al3+、Gd3+、S6+替代量分别为0.03、0.03、0.04、0.09时,发射峰强度达到最大值。 (3)利用高温固相法成功合成了Y2-xMo4O15∶xPr3+、Y2-yMo4O15∶yTb3+、Y1.96-yMo4O15∶0.04Pr3+,yTb3+等一系列荧光粉。在622nm发射光监控下,Y2-xMo4O15∶xPr3+荧光粉的激发光谱在453nm、475nm和490nm处显现出较强的激发峰,分别对应于Pr3+的3H4→3P2、3H4→3P1和3H4→3P0电子跃迁。Y2-xMo4O15∶xPr3+发射光谱中,位于614nm的发射峰,来自于Pr3+的3P0→3H6电子跃迁,表现为红光发射。当x=0.04时,Y2-xMo4O15∶xPr3+荧光粉的发射峰强度达到最大。Y2-yMo4O15∶yTb3+的发射光谱位于495nm、547nm、589nm、624nm处分别对应了Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F3的磁偶极跃迁。Tb3+位于490-550nm之间的黄绿光发射峰与Pr3+位于490nm处的吸收峰具有较好的重叠。当Pr3+、Tb3+共掺时,在相应的掺杂浓度条件下,Y1.96-yMo4O15∶0.04Pr3+,yTb3+荧光粉较Y1.96Mo4O15∶0.04Pr3+荧光粉的发光性能有所提高。共掺促进该类红色荧光粉在白光LED中的应用。