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白光LED用红色荧光粉的制备与发光性能研究

薛艳娜  
【摘要】: 白光LED作为一种新型固态照明光源,与传统的白炽灯和荧光灯相比,具有高亮度、低能耗、长寿命、结构紧凑、响应快、无污染等优点。制备荧光粉转换型白光LED时高效的红色荧光粉是不可或缺的,其在改善光源显色效果方面发挥着至关重要的作用。但是,目前用的红色荧光粉发光效率较低、稳定性差,因此开发能够被蓝光和紫外光芯片激发的红色荧光粉是白光LED发展的关键因素。本文选择Eu~(3+)和Mn~(2+)作为红光发射中心掺杂离子,选用合适的方法合成红色氧化物荧光粉。 利用溶胶凝胶法制备荧光粉LaBSiO_5:Eu~(3+),当Eu~(3+)掺杂浓度达到30 mol%时,发光强度最大。研究共掺Bi~(3+)和Sm~(3+)离子对Eu~(3+)离子发光性能的影响:掺杂2 mol% Bi~(3+)时,Eu~(3+)的发光强度是单掺样品的2.5倍左右;掺杂2 mol% Sm~(3+)时,Eu~(3+)发光强度是单掺样品的3.6倍左右。 利用溶胶凝胶方法制备荧光粉Ca_3(VO_4)_2:Eu~(3+)。研究了自身电荷补偿和不同电荷补偿剂加入对Ca_(2.85)(VO_4)_2:0.15Eu~(3+)发射光谱强度的影响;采用基质自身补偿电荷的方法使Eu~(3+)发光强度提高到168%;随着Li~+,Na~+,K~+的半径增大发光强度提高的程度依次降低,分别为未加入电荷补偿剂的223%,207%和154%。研究表明Sm~(3+)离子能够拓宽近紫外激发光谱,有效地将能量传递给Eu~(3+),提高Eu~(3+)的发光强度。 采用高温固相法制备荧光粉Ca_8MgLa(PO_4)_7:Ce~(3+),Mn~(2+)。Mn~(2+)离子在404 nm激发下发射640 nm的红光。研究了Ce~(3+)对Mn~(2+)发光的敏化作用以及能量传递,结果表明随着Mn~(2+)离子浓度的增加,Ce~(3+)→Mn~(2+)的能量传递效率随之增加,并证明在此基质中Ce~(3+)→Mn~(2+)能量传递主要是以电偶极-电偶极的相互作用进行的。 采用高温固相法制备荧光粉Ba_3Gd(PO_4)_3:Ce~(3+),Mn~(2+)。Mn~(2+)离子在406 nm激发下发射605 nm的红光。研究了Ce~(3+)对Mn~(2+)发光的敏化作用以及能量传递,并证明Ce~(3+)→Mn~(2+)能量传递机制主要以电偶极-电偶极的相互作用为主导。


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