鋁酸鹽熒光粉的合成優(yōu)化及熒光玻璃在激光顯示領(lǐng)域的應(yīng)用.pdf

1、熒光材料可將高能量紫外光或藍(lán)光轉(zhuǎn)換為低能量可見(jiàn)光，在LED照明及顯示領(lǐng)域發(fā)揮著非常重要的作用。在以節(jié)能環(huán)保為主題的研究背景下，由于白光LED技術(shù)低功耗、高性能、以及環(huán)境友好等一系列優(yōu)點(diǎn)，成了目前主流的照明顯示器件，從而引發(fā)了對(duì)白光LED用高性能熒光材料的研究。鋁酸鹽熒光粉是生產(chǎn)、使用最為成熟的發(fā)光材料之一，具有優(yōu)秀的發(fā)光效率及物理化學(xué)穩(wěn)定性，以及廉價(jià)的生產(chǎn)成本。
　　新照明及顯示技術(shù)對(duì)小粒徑、高效率熒光材料的需求與日俱增，而傳統(tǒng)固

2、相反應(yīng)法因?yàn)檫^(guò)高的合成溫度，難以獲得小粒徑產(chǎn)品，且容易發(fā)生粉體顆粒之間的團(tuán)聚。液相法可以顯著降低材料合成溫度、提高原料反應(yīng)活性，是獲得小粒徑粉體的有效方法之一。但液相法一般需要通過(guò)沉淀反應(yīng)、水解反應(yīng)或絡(luò)合反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)液相反應(yīng)中的析晶等過(guò)程，因此對(duì)原料有一定的限制，在一定程度上增加了制備成本，工藝也變得復(fù)雜且難以控制。因此在第二章中，我們對(duì)傳統(tǒng)溶膠-凝膠法進(jìn)行了改進(jìn)，利用Al(NO3)3·9H2O自身的水解及絡(luò)合反應(yīng)，在直接使用其他氧化物類(lèi)

3、原料的前提下，成功獲得了原料均勻分散的凝膠前驅(qū)體，合成的Y3Al5O12∶Ce3+(YAG∶Ce)熒光粉具有較小的顆粒粒徑，發(fā)光性能也優(yōu)于商業(yè)產(chǎn)品.
　　在第三章中，我們提出了一種方便快捷的鋁酸鹽材料制備方法，利用孔隙結(jié)構(gòu)的γ-Al2O3在水溶液中的強(qiáng)吸附和原料表面的電化學(xué)反應(yīng)及電負(fù)性相互作用，獲得了高活性的前驅(qū)體，合成的BaMgAl10O17∶Eu2+(BAM∶Eu)熒光粉與商業(yè)產(chǎn)品相比具有更高的發(fā)光強(qiáng)度，其他性能也完全達(dá)到了商

4、業(yè)使用要求。
　　鋁酸鹽熒光粉在應(yīng)用過(guò)程中也存在著缺點(diǎn)，如上述YAG∶Ce熒光粉由于發(fā)光光譜中缺少紅光成分，導(dǎo)致LED照明產(chǎn)品的色溫較高、顯色性較低。因此對(duì)于鋁酸鹽熒光粉發(fā)光性能的優(yōu)化也是當(dāng)前研究中的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。在第四章中，我們利用第二章所提出的改進(jìn)溶膠-凝膠法，在強(qiáng)還原性HI酸的輔助下首先獲得了含Eu2+的前驅(qū)體原料，然后通過(guò)在還原性氣氛下煅燒處理，首次成功獲得了Eu2+摻雜的YAG熒光粉，該熒光粉具有良好的顆粒形貌，并可以吸

5、收紫外光能量而產(chǎn)生藍(lán)光發(fā)射。
　　第五章是有關(guān)SiN摻雜對(duì)YAG∶Ce熒光粉發(fā)光性能優(yōu)化方面的工作。利用SiN鍵取代鋁酸鹽晶格中的部分Al-O鍵可以在發(fā)光中心的配位環(huán)境中引入少量的N，進(jìn)而使產(chǎn)品的發(fā)光紅移。傳統(tǒng)工藝通常使用反應(yīng)活性較低的Si3N4作為Si-N摻雜的原料，導(dǎo)致?lián)诫s效果較弱，會(huì)降低產(chǎn)品光學(xué)性能。我們提出利用稀土硅氧氮化物CeSiO2N為原料，通過(guò)其中強(qiáng)共價(jià)性的Ce-N及Si-N鍵來(lái)提高合成過(guò)程中與N配位的Ce3+的數(shù)量

6、，并實(shí)現(xiàn)SiN鍵在品格中的均勻分布。利用該方法合成的SiN摻雜YAG∶Ce熒光粉具有更寬的發(fā)光光譜和更好的熱穩(wěn)定性。我們還在樣品中觀(guān)察到了明顯的余輝現(xiàn)象，表明該方法在提高鋁酸鹽熒光材料的余輝性能方面也具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
　　隨著對(duì)高亮度、高顯色性照明及顯示設(shè)備的需求，利用高能量密度的激光來(lái)激發(fā)熒光材料的技術(shù)正在逐漸被市場(chǎng)所接受。由于激光在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，這就需要產(chǎn)品中的熒光材料具有高的熱導(dǎo)率，以降低高溫產(chǎn)生的溫度猝滅效

7、應(yīng)。熒光玻璃由于其低的制備成本及較高的熱導(dǎo)率等優(yōu)點(diǎn)成為在激光照明及顯示器件上使用的首選材料。第六章中我們使用β-Sialon∶Eu2+熒光粉及玻璃粉成功獲得了綠色發(fā)光的熒光玻璃材料，β-Sialon∶Eu2+粉體顆粒在玻璃基質(zhì)中分散均勻，也未與玻璃基質(zhì)在高溫合成過(guò)程中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。我們還首次研究了熒光玻璃樣品在激光激發(fā)下的發(fā)光性能，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)其在商業(yè)上的應(yīng)用提供了一定的指導(dǎo)作用。
　　第七章中，我們總結(jié)了當(dāng)前研究工作中的不足，并