白光LED用荧光粉的制备及其性能的研究

来源 :南昌航空大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ytx200909
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白光发光二极管(WLED)因具有能耗低、光效高、寿命长等优点被誉为第四代照明光源,近年来受到科学界和商业界的广泛关注。利用紫外激发荧光粉实现白光,即UV-LED,已经成为当前发展的重点,探索与之相匹配的荧光粉也就成为广大科研工作者们广泛关注的课题。但目前可供选择的紫外激发荧光粉特别是单基质白光荧光粉种类十分有限,而且存在发光效率不高,稳定性差等问题。针对以上问题,本文以研制新型高效紫外光激发UV-LED用单基质白色荧光粉为目标,对以下几方面内容进行了详细研究。(1)GdNbO4:Ln3+(Ln3+=Eu3+/Tb3+/Tm3+)荧光粉体系:通过Pechini-type溶胶–凝胶法成功制备了稀土离子掺杂的GdNbO4系列纳米荧光粉。XRD谱图和FE-SEM图片表明1000 oC烧结下能够得到粒径在20 nm40 nm左右的GdNbO4荧光粉。在紫外光和低压电子束激发下,GdNbO4呈新异蓝光宽带发射。在紫外光激发下,GdNbO4:Ln3+(Ln3+=Eu3+/Tb3+/Tm3+)荧光粉的发射光谱由GdNbO4基质的蓝光宽带发射和Ln3+的特征线状发射组成。研究表明,GdNbO4:Ln3+荧光粉中GdNbO4基质对Eu3+和Tb3+具有高效的能量传递作用,而对Tm3+的能量传递效率较低。通过改变掺杂离子的浓度、相对比例和种类,Eu3+/Tb3+/Tm3+单掺和共掺的GdNbO4荧光粉的发光颜色可从蓝光、蓝绿光、绿光、粉红光、橙红光和黄光等进行调控。通过改变掺杂离子的浓度和相对比例,在GdNbO4:Eu3+,Tb3+,Tm3+中实现了单基质白光发射。(2)Ca19Mg2(PO414:Ln3+(Ln3+=Eu3+/Tb3+)荧光粉体系:采用Pechini-type溶胶–凝胶法成功制备了Ca19Mg2(PO414:Ln3+纳米荧光粉。在紫外光激发下,Ca19Mg2(PO414样品呈蓝光宽带发射,Eu3+和Tb3+单掺的Ca19Mg2(PO414荧光粉的发射光谱由Ca19Mg2(PO414基质的蓝光宽带发射和掺杂离子(Eu3+/Tb3+)线状发射组成。研究表明,在Ca19Mg2(PO414:Ln3+荧光粉中,Ca19Mg2(PO414基质和掺杂的Eu3+、Tb3+离子间有能量传递。通过改变掺杂离子的浓度、相对比例和种类,Ca19Mg2(PO414:Ln3+(Ln3+=Eu3+/Tb3+)荧光粉的发光颜色可从蓝光、蓝绿光、绿光、粉红光、橙红光等进行调控,在Ca19Mg2(PO414:Eu3+,Tb3+荧光粉中,实现了单基质白光发射。(3)Sr4Al14O25:Eu荧光粉体系:本实验采用Pechini-type溶胶–凝胶法成功制备了Eu2+和Eu3+离子共激活的Sr4Al14O25:Eu荧光粉。研究表明,仅当使用硼酸做助溶剂,且烧结温度高于1000 oC时,才能得到Sr4Al14O25纯相。以硼酸做助溶剂,无需还原氛围烧结,在Sr4Al14O25:Eu荧光粉中,Eu3+能够自还原成Eu2+。在395 nm紫外光激发下,Sr4Al14O25:Eu荧光粉的发射光谱既包括了二价铕离子(Eu2+)的蓝绿光发射,又涵括了三价离子(Eu3+)的橙红光发射。Sr4Al14O25:Eu2+/3+荧光粉的发光颜色可以通过改变硼酸的掺杂方式和掺杂量以及Eu3+离子的掺杂浓度从蓝绿光→白光→橙红光进行调控。
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