高性能紅光發(fā)射氮化物熒光粉的合成及性能優(yōu)化.pdf

1、環(huán)境污染與能源的過度消耗已經(jīng)影響到當(dāng)今人們的日常生活，因此節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為時(shí)代主題之一，人們也將更多的關(guān)注投向了節(jié)能環(huán)保相關(guān)技術(shù)的開發(fā)。在照明和顯示等領(lǐng)域，白光發(fā)光二極管(LED)的發(fā)展則同時(shí)滿足了節(jié)能與環(huán)保的要求，以其使用長壽命、低污染、能耗小、性能高等優(yōu)勢，逐漸代替了傳統(tǒng)的發(fā)光設(shè)備，成為人們最受歡迎的設(shè)備之一。
　　為實(shí)現(xiàn)白光LED，最傳統(tǒng)的方式是通過藍(lán)光發(fā)射的LED芯片與黃光發(fā)射的Y3Al5O12∶Ce3+熒光粉相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)

2、白光發(fā)射。此方案從其發(fā)現(xiàn)開始，就受到廣泛應(yīng)用，至今已有二十多年的歷史。但隨著人們生活品質(zhì)的提高，對發(fā)光設(shè)備的要求也進(jìn)一步提升。上述傳統(tǒng)方法得到的白光，由于紅光部分的缺乏，現(xiàn)在已經(jīng)開始逐步被人們所淘汰。
　　為了得到更為優(yōu)越的白光LED，需加入紅光發(fā)射的熒光粉，用以補(bǔ)足其中缺乏的紅光，而配合現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的藍(lán)光LED芯片，則要求該類紅光發(fā)射熒光粉最好為藍(lán)光激發(fā)?，F(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是Sr2Si5N8∶Eu2+熒光粉以及CaAlSiN3∶E

3、u2+熒光粉，均為氮化物熒光粉，因此對氮化物熒光粉進(jìn)行研究有很強(qiáng)的實(shí)用性。
　　對于紅光發(fā)射的熒光粉，相比于其他熒光粉，其發(fā)光強(qiáng)度相對較低，量子效率亦然。故如何得到更高性能的紅光發(fā)射氮化物熒光粉對商業(yè)應(yīng)用有較大的幫助。
　　提升熒光粉的性能可以從很多方面入手，例如探索新基質(zhì)，表面等離子體增強(qiáng)，尋找新的摻雜發(fā)光離子，增強(qiáng)熒光粉穩(wěn)定性等等。
　　基于以上原因，本文分為七章，研究了高性能紅光發(fā)射氮化物熒光粉的合成及性能優(yōu)化。

4、
　　第一章即緒論，主要對光與發(fā)光做了簡介，并對LED的發(fā)展做了相應(yīng)的介紹，同時(shí)對熒光粉的分類、合成方法等做了簡介。此外，針對本文所提到的兩種高性能紅光發(fā)射熒光粉也做了相應(yīng)的介紹。
　　第二章則為實(shí)驗(yàn)部分，通過簡單的介紹，對論文中所涉及的實(shí)驗(yàn)原料、設(shè)備以及對應(yīng)的使用方法進(jìn)行了描述，并保證實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)一性。
　　第三章與第四章主要介紹通過利用銀納米顆粒的局域表面等離激元共振來提高商業(yè)Sr2Si5N8∶Eu2+熒光粉的發(fā)光性能

5、。其中，第三章主要介紹了銀納米顆粒的合成方法，以及不同的合成條件對銀納米顆粒形貌的影響。通過調(diào)節(jié)，成功合成了適合用于增強(qiáng)Sr2Si5N8∶Eu2+熒光粉發(fā)光性能的銀納米顆粒。
　　第四章則利用銀納米顆粒成功對商業(yè)Sr2Si5N8∶Eu2+熒光粉進(jìn)行了熒光增強(qiáng)。研究表明:當(dāng)銀納米顆粒的吸收光譜與Sr2Si5N8∶Eu2+熒光粉的激發(fā)或者發(fā)射光譜相重疊時(shí)，均能引起熒光增強(qiáng)，但兩者增強(qiáng)效果不同。而當(dāng)銀納米棒和銀納米球顆粒以一定比例混合時(shí)

6、，才能得到最大增強(qiáng)，約為25％。對于提升現(xiàn)有商業(yè)熒光粉的性能非常有意義。
　　第五章對新型的Sr[LiAl3N4]∶Eu2+熒光粉的合成做了相應(yīng)研究，成功通過高溫固相反應(yīng)法合成了目標(biāo)熒光粉，并發(fā)現(xiàn)碳熱還原法不適合于該熒光粉。此外，本章通過對Sr[LiAl3N4]∶Eu2+熒光粉進(jìn)行大量的摻雜實(shí)驗(yàn)，初步探索了各類離子的引入對該熒光粉的影響。其中大部分離子均直接充當(dāng)熒光淬滅劑，引起光強(qiáng)降低，但少量的Si摻雜則能適量地增強(qiáng)其發(fā)光。這對后

7、續(xù)Sr[LiAl3N4]∶Eu2+熒光粉的開發(fā)提供了重要的依據(jù)。
　　第六章則針對Sr[LiAl3N4]∶Eu2+熒光粉易與水發(fā)生反應(yīng)的問題，采用PDMS為主的原料，對該熒光粉進(jìn)行了表面修飾，將其成功轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷再|(zhì)，其疏水角超過140°。而與未修飾的樣品相比，修飾后的樣品能夠在極端環(huán)境下，保持更長時(shí)間的高發(fā)光性能，其時(shí)間為未修飾樣品的兩倍以上。這對Sr[LiAl3N4]∶Eu2+熒光粉的商業(yè)應(yīng)用來說，具有重要的指導(dǎo)意義。