用于近紫外LED激發(fā)的三基色熒光粉的制備、結(jié)構(gòu)以及熒光性能研究.pdf

1、白光LED被認(rèn)為是第四代綠色照明光源，但是白光LED真正地進(jìn)入照明領(lǐng)域并取代傳統(tǒng)光源，仍需要解決熒光效率的問題。LED裝置的一種非常重要的組合類型是由近紫外LED芯片與紅、綠、藍(lán)三色熒光粉組合得到白光。本文選用氟鋁酸鹽(Ca12Al14O32F2)和硅磷酸鹽(Ca5(PO4)2SiO4)作為熒光粉基質(zhì)，采用傳統(tǒng)的高溫固相法并摻雜常見稀土離子Ce3+離子，Tb3+離子和Eu3+離子，通過優(yōu)化合成條件，制備了藍(lán)色、綠色和紅色三種光色的熒光粉

2、。三種熒光粉的激發(fā)光譜都在近紫外光區(qū)，在近紫外光激發(fā)下具有較高的熒光效率。利用X射線衍射對熒光粉進(jìn)行結(jié)構(gòu)精修，對結(jié)構(gòu)和熒光性能的關(guān)系進(jìn)行了研究，對其中的能量傳遞機(jī)理進(jìn)行了分析。主要內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　采用高溫固相法合成了一系列Ca12Al14O32F2(CAF)∶Ce3+，Tb3+熒光粉，基質(zhì)Ca12Al14O32F2是立方晶系，空間群是I(4)3d，a=b=c=11.9687(A)，V=1714.5(A)3，Z=2。熒光粉激發(fā)

3、光譜的范圍是310～390nm的寬帶激發(fā)，并通過改變Ce3+離子和Tb3+離子的摻雜量實(shí)現(xiàn)了光色從藍(lán)色到綠色的轉(zhuǎn)變。通過對晶體結(jié)構(gòu)的分析和熒光性能的討論闡述了Ce3+離子向Tb3+離子的能量傳遞機(jī)理。另外在Ca12Al14O32F2∶Ce3+，Tb3+綠色熒光粉的基礎(chǔ)上繼續(xù)添加H3BO3，熒光強(qiáng)度可進(jìn)一步提高到65％，研究表明H3BO3的作用是助熔劑和摻雜劑的雙重效果。比較Ca12Al14O32F2∶Ce3+，Tb3+綠色熒光粉與商業(yè)綠

4、色熒光粉(Ce，Tb)MgAl11O19和(La，Ce，Tb)PO4，熒光粉的光色和色坐標(biāo)兩方面都和商業(yè)綠粉非常接近，甚至發(fā)光強(qiáng)度可以超過商業(yè)粉(La，Ce，Tb)PO4。并且與商業(yè)粉相比該材料的價(jià)格更低，物理化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定，最重要的是激發(fā)光譜在近紫外區(qū)可以滿足近紫外激發(fā)的白光LED照明的需求。
　　采用高溫固相法合成了一種價(jià)廉且穩(wěn)定的硅磷酸鹽Ca5(PO4)2SiO4∶Eu3+紅色熒光粉，主要從XRD，熒光，色坐標(biāo)等方面進(jìn)行了討

5、論，并進(jìn)一步探討了Eu3+離子的占位問題和鹵化堿金屬對熒光性能的影響。通過對XRD晶體結(jié)構(gòu)精修得到相應(yīng)的晶胞參數(shù)是:a=6.728(A),b=15.4637(A)，c=10.0996(A)，α=β=γ=90°，V=1049.79(A)3，Z=4。另外，在Ca5(PO4)2SiO4∶Eu3+紅色熒光粉的基礎(chǔ)上，采用添加堿金屬（LiCl、NaCl、KCl、LiF和LiBr）鹵化物和Li2CO3的方法大幅地提高了熒光強(qiáng)度，其中添加LiCl的效

6、果最好，并對堿金屬的作用機(jī)理進(jìn)行了闡述。所制得的兩種紅色熒光粉Ca5(PO4)2SiO4∶Eu3+和Ca5(PO4)2SiO4∶Eu3+，LiCl的激發(fā)光譜都在近紫外區(qū)主峰是395nm，發(fā)射光譜的主峰在615nm，這和國標(biāo)中紅色熒光粉的主發(fā)射峰很接近，Ca5(PO4)2SiO4∶Eu3+，LiCl的熒光強(qiáng)度和商業(yè)紅色熒光粉Y2O2S∶Eu3+相當(dāng)，它們相對應(yīng)的色坐標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)紅光也相近。
　　本文研究的是用于近紫外光激發(fā)的三基色熒光粉