白光LED用铝酸盐荧光粉的制备及发光性质研究

题名:白光LED用铝酸盐荧光粉的制备及发光性质研究
作者:郭娜
学位授予单位:山东大学
关键词:白光;;LED;;发光材料;;溶胶-凝胶燃烧法;;荧光粉
摘要:
白光发光二极管(WLED)是一种高效、节能、环保、长寿命的新型固态照明技术,被誉为第四代照明光源,也称为21世纪绿色光源。制Neodymium Magnets备WLED主要有两大途径,其中使用发射黄光的无机稀土发光材料与蓝光LED封装组成WLED是近期发展的主要方向。荧光粉技术的进步对WLED的发展有着至关重要的作用。
目前用YAG：Ce荧光粉制备的WLED因其发射波长较短,显色指数较小(<80),使其发光颜色偏蓝色,刺激人的眼睛。为了克服这一缺点,我们制备了一种能被蓝光LED(最佳发射波长在465 nm左右)有效激发的橙黄光发射荧光粉。
首先,利用溶胶-凝胶低温燃烧法制备了铝酸盐基纳米发光材料MAl2O4：Eu2+,Eu3+(M=Mg,Ca,Sr,Ba),并对其结构、形貌和荧光性质进行了研究。结果表明,在600℃低温下即可得到纯晶相产物,样品中同时出现了Eu2+的4f65d1-4f7发射及Eu3+的f-f发射。通过计算其色度坐标发现,MgAl2O4：Eu2+,Eu3+、CaAl2O4：Eu2+,Eu3+、BaAl2O4：Eu2+,Eu3+三种荧光粉的发光区域均在橙黄光区。
其次,为了进一步提高MAl2O4：Eu2+,Eu3+中Eu3+的发射强度,制备了复合碱土铝酸盐MgxM1-xAl2O4:Eu2+,Eu3+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉,同时研究了基质中碱土离子掺杂比例、燃烧温度、燃烧时间、以及Eu3+的掺杂浓度等对产物发光性质的影响。掺入少量碱土离子Mg时,样品先是保持本身晶相(MAl2O4(M=SrCa,Ba))不变,持续增加Mg的含量,样品由一种晶相变为两种晶相(MAl2O4与MgAl2O4)的混合物,最终变为单一晶相(MgAl2O4)。光致发光研究结果表明,低温燃烧(600℃)得到的样品的发光强度较高,燃烧时间对其发光性质几乎没有影响；当对MgAl2O4基质进行10%碱土离子(Sr,Ca,Ba)掺http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets杂后,产物中Eu3+的发光强度得到了明显的提高,与此同时,Eu2+的发光强度基本不变,而且二者发射峰位置并没有发生变化。由色度坐标分析得到, Mg0.9Sr0.1Al2O4：Eu2+,Eu3+发光区域仍在橙黄光区,但Mg0.9Ca0.1IAl2O4：Eu2+, Eu3+与Mg0.9Ba0.1Al2O4：Eu2+,Eu3+二者的发光区域转移到红光区。
第三,用同种方法制备了稀土元素共掺杂的Mg0.9Sr0.1Al2O4：Eu2+,Eu3+,Ce3+、Mg0.9Sr0.1Al2O4：Eu2+,Eu3+,Dy3+Mg0.9Sr0.1Al2O4：Eu2+,Eu3+,Pr3+纳米荧光材料,并研究了其晶体结构及发光性质。稀土元素的掺杂没有改变晶体结构,但由于样品基质中陷阱能级的生成及稀土离子间的能量转移,产物中没有发现Ce3+、Dy3+、Pr3+的特征发射。同时,在样品中Eu2+的发光强度基本不变,但Eu3+发光强度明显减弱,且二者发光峰的位置未发生变化,因此,样品发光中红光部分减少。
学位年度:2010