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用于白光LED的有机/无机荧光粉的研制

张睿君  
【摘要】:白光发光二极管(White-LED)具有节能、环保等优点,将取代白炽灯和日光灯成为照明市场的主导产品。目前,商用白光LED大部分采用光转换方式,由蓝光激发荧光粉发出黄光,经混合后形成白光。荧光粉成为制备White-LED的关键问题之一,为探索成本低廉、无污染、易产业化的新型荧光材料,本文开展了有机/无机复合荧光粉的合成与发光特性的研究。 在详细分析了荧光粉的材料特性和合成方法基础之上,发现有机荧光染料以其优良的光学性能一直受到人们的重视,但是有机发光分子的光化学特性、热特性和机械不稳定性等限制了它的实用化,因此寻找适宜的载体是解决有机发光应用的途径。本文将有机染料掺杂到二氧化硅基质中制备的有机/无机复合发光材料,兼具有有机发光分子优良的光学性和无机材料对热、化学和机械的稳定性,因此这种复合荧光粉是用来作为白光LED的一种理想荧光转换剂。以正硅酸乙酯(TEOS)和有机荧光染料(Calcein等)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了有机/无机复合荧光粉。探讨了有机染料的掺杂浓度、反应体系pH值、H_2O与TEOS的比值等控制参数对反应时间和材料性能的影响。利用PL光谱、XRD、TEM、SEM分析手段,对纳米复合荧光粉的光谱、结构、粒度、形貌进行了表征。研究结果表明:本文制备的有机/无机复合荧光粉在纳米尺寸范围内是透明的;激发波长为450nm,发射波长为520nm;波峰的位置不随掺杂浓度的变化而改变,但光谱强度会发生相应的变化;最佳掺杂浓度为5×10~(-4)mol/L。材料的发射光谱为宽带,能满足作为白光二极管荧光转换材料的要求。


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