稀土摻雜LiGd-,5-P-,2-O-,13-熒光粉的制備、表征及其在發(fā)光二極管中的應用.pdf

1、白光LED因其高效，節(jié)能，環(huán)保，壽命長等優(yōu)點，被譽為新一代固態(tài)照明光源。而熒光轉換獲得白光LED是一種重要的實現(xiàn)白光照明的方法。目前應用于近紫外芯片上的三基色熒光粉中，紅色熒光粉相比于藍色熒光粉和綠色熒光粉發(fā)光效率低，且不穩(wěn)定，成為制約熒光轉換型白光LED發(fā)展的瓶頸。因此開發(fā)光效更高，性質更穩(wěn)定的近紫外激發(fā)紅色熒光粉成為科學研究關注的焦點。本學位論文主要針對Eu3+激活紅色熒光粉，采用傳統(tǒng)熒光粉制備方法高溫固相法制備了一系列Eu3+激活

2、多磷酸鹽系列紅色熒光粉，并采用XRD及熒光光譜測試對其結構物相及發(fā)光性質進行了表征，詳細研究了熒光粉的發(fā)光性質。最后，選取在～400 nm近紫外光激發(fā)下發(fā)光性能較好的熒光粉進行了涂管試驗，研究了它們在LED中的應用效果。此外，還進行了Tb3+激活多磷酸鹽系列綠色熒光粉的制備與表征工作。本論文共分5章撰寫。
　　 第1章首先介紹了發(fā)光的定義與分類，白光LED的發(fā)展現(xiàn)狀，而后介紹了無機稀土發(fā)光材料的發(fā)光機理及其特性，最后闡述了本學位

3、論文的選題依據(jù)及研究內容。
　　 第2章采用高溫固相法制備了Eu3+離子摻雜系列LiGd5(1-x)Eu5xP2O13紅色熒光粉，并在此基礎上進行了Na+離子，Bi3+離子共摻雜的研究工作，制備了Li1-xNaxGd3.5Eu1.5P2O13及LiGd3.5(1-x)Bi3.5xEu1.5P2O13系列紅色熒光粉。采用XRD和熒光光譜對其結構及熒光性質進行了表征。結果表明，所制得熒光粉皆為單一純相，結構屬單斜晶系。LiGd5(1

4、-x)Eu5xP2O13系列熒光粉在395 nm激發(fā)下，Eu3+摻雜含量為30％時，即紅色熒光粉LiGd3.5Eu1.5P2O13的發(fā)光強度最高，CIE坐標值為(x=0.661，y=0.339)，接近NTSC標準值。Li1-xNaxGd3.5Eu1.5P2O13系列熒光粉在395 nm激發(fā)下，Na+摻雜含量為0.10時，即紅色熒光粉Li0.9Na0.1Gd3.5Eu1.5P2O13的發(fā)光強度高于LiGd3.5Eu1.5P2O13，通過N

5、a+離子的共摻使熒光粉發(fā)光強度得到改善。LiGd3.5(1-x)Bi3.5xEu1.5P2O13系列熒光粉發(fā)光性質顯示，Bi3+離子以一定濃度摻入明顯增強了熒光粉激發(fā)譜荷移躍遷帶，并使得熒光粉在395 nm激發(fā)下的發(fā)射強度有所提高。
　　 第3章采用H2還原氣氛高溫固相法制備了Tb3+摻雜系列LiGd5(1-x)Tb5xP2-13綠色熒光粉，對其進行了XRD及熒光光譜性能表征。結果表明，摻雜后熒光粉LiGd5(1-x)Tb5xP

6、2O13為單一純相。在此熒光粉體系中隨著Tb3+離子摻雜濃度的增加，Tb3+離子f-d躍遷發(fā)生紅移。體系存在Gd3+離子向Tb3+離子的高效能量傳遞。在378 nm激發(fā)下當Tb3+摻雜濃度為0.15時，綠光發(fā)射強度最高。但其近紫外激發(fā)效果不佳，有待進一步改善。
　　 第4章選用激發(fā)峰位與近紫外芯片相匹配且發(fā)光性能較好的LiGd3.5Eu1.5P2O13，Li0.9Na0.1Gd3.5Eu1.5P2O13，LiGd3.465Bi0

7、.035Eu1.5P2O13紅色熒光粉結合近紫外InGaN芯片制作了一系列紅色發(fā)光LED器件，采用光譜分析系統(tǒng)，對其發(fā)射光譜和色坐標、光效等參數(shù)進行了測試。結果顯示，紅色熒光粉LiGd3.5Eu1.5P2O13，Li0.9Na0.1Gd3.5Eu1.5P2O13，LiGd3.465Bi0.035Eu1.5P2O13制成的LED器件有較好的紅光發(fā)射，適合用作近紫外InGaN基白光LED的紅光組分。
　　 第5章對本學位論文研究內容