（近）紫外白光LED用幾種氮（氧）化物基發(fā)光材料的制備及其發(fā)光性能研究.pdf

1、白光發(fā)光二極管(light emitting diodes，LED)作為新一代的照明光源，由于其長壽命、節(jié)能度高、綠色環(huán)保等顯著特征，正在開啟人類照明領(lǐng)域的一次新革命。目前在市場上主流的白光LED主要采用的是熒光轉(zhuǎn)化型白光LED(簡稱pc-LED)，其中熒光粉（發(fā)光材料）是pc-LED的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響到白光LED器件的性能,這使其引起了大家廣泛的關(guān)注。目前采用pc-LED獲得白光的方式主要分為兩大類:藍(lán)光芯片復(fù)合 Y

2、AG:Ce3+黃色發(fā)光材料和(近)紫外芯片復(fù)合紅、綠、藍(lán)三基色發(fā)光材料。但是，第一種方法具有明顯缺陷，這種合成方法由于缺少紅光部分，合成出的熒光粉具有較低的顯色指數(shù)以及較高的色溫。第二種方法，由于綠色與紅色熒光粉色純度以及紅色熒光粉發(fā)光強度不高等問題?，F(xiàn)在急需發(fā)現(xiàn)新的氮(氧)化物發(fā)光材料，并改性氮(氧)化物發(fā)光材料。本論文針對目前發(fā)光材料所存在的若干問題（1、近紫外光激發(fā)綠色發(fā)光材料色純度較低2、近紫外光激發(fā)綠色發(fā)光材料發(fā)光強度與商用綠

3、色熒光粉相差較大3、近紫外光激發(fā)紅色發(fā)光材料顏色接近橙紅色及其發(fā)光強度較低），通過材料設(shè)計、合成方法探索、晶體結(jié)構(gòu)精細(xì)化以及光譜性能表征等手段，系統(tǒng)研究了幾種近紫外激發(fā)氮（氧）化物綠色，紅色發(fā)光材料的制備及其發(fā)光特性。主要內(nèi)容如下:
　　1.針對目前(近)紫外白光LED用綠色發(fā)光材料存在的上述問題，利用固相法成功制備了綠色發(fā)光材料Ba2.9-xCaxEu0.1Si6O12N2和Ba2.9-xMgxEu0.1Si6O12N2。通過晶

4、體結(jié)構(gòu)精修、光譜表征等手段，研究了其晶體結(jié)構(gòu)、發(fā)光特性以及其晶體場環(huán)境對其發(fā)光性能的影響。Ba2.9-xCaxEu0.1Si6O12N2發(fā)光材料的激發(fā)光譜覆蓋了從紫外到藍(lán)光的大部分區(qū)域，而其發(fā)射光譜在400nm激發(fā)下，發(fā)出黃綠光，并且通過 Ca2+的摻雜,Eu2+周圍的晶體場環(huán)境發(fā)生改變，可以使發(fā)射光譜的最高發(fā)射峰位從525nm紅移到536nm，而摻雜Ca2+會使樣品的熱穩(wěn)定性下降，通過位型坐標(biāo)圖給出了相應(yīng)的解釋。對于 Ba2.9-xM

5、gxEu0.1Si6O12N2發(fā)光材料來說，摻雜適當(dāng)濃度的Mg2+，Ba2.9-xMgxEu0.1Si6O12N2發(fā)光材料的發(fā)光強度會提高，并且相應(yīng)的降低了樣品的半峰寬度，使其色純度得到提高。同時 Ba2.9-xMgxEu0.1Si6O12N2發(fā)光材料也具有非常好的熱穩(wěn)定性。
　　2.針對目前(近)紫外白光LED用紅色發(fā)光材料存在上述問題，利用高溫高壓法制備了Eu2+激活的新型高效的紅色發(fā)光材料Ca2Si5N8:Eu2+和 Sr2

6、Si5N8:Eu2+。針對Ca2Si5N8:Eu2+發(fā)光材料，加入BaF2作為助熔劑，增加了樣品的結(jié)晶性。并且使其最高發(fā)射峰位從608nm紅移到622nm，導(dǎo)致其發(fā)射光從橙紅光轉(zhuǎn)變?yōu)榧t光。BaF2的加入也改變了Eu2+在Ca2Si5N8晶格中的溶解度：BaF2的加入使大半徑的Ba2+進(jìn)入晶格，進(jìn)而使得更多中等半徑的Eu2+進(jìn)入到晶格之中。樣品的發(fā)光強度也隨之得到了顯著的提高。對于 Sr2Si5N8:Eu2+來說，在晶格中通過La3+?A

7、l3+離子對替代Sr2+?Si4+離子對，會使得760 nm處出現(xiàn)另一個紅光發(fā)射峰，最終導(dǎo)致色坐標(biāo)的變化。隨著摻雜 La3+?Al3+離子對濃度的增加，其色坐標(biāo)從(0.6107,0.3716)移動到(0.6452,0.3441)，發(fā)光顏色從紅橙光變?yōu)榧t光。而后在Sr2Si5N8:Eu2+中摻雜Mg2+。通過Mg2+的加入可以使得樣品的發(fā)光強度得到提高，并且樣品的熱穩(wěn)定性可以達(dá)到商用粉的要求。
　　3.針對目前(近)紫外白光 LED