白光led用荧光材料的制备及性能研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文白光LED用荧光材料的制备及性能研究LL摘要白光LED具有耗电量小、寿命长、环保、响应速度快等优点。随着发光效率的提高和生产成本的降低，自光LED预计必将成为继白炽灯、荧光灯、高强度放电灯后的新‘代照明光源。半导体照明将成为2l世纪最具发展前景的高新技术领域。实现半导体白光照明的主要途径有以下两种：一是利用红、绿和蓝三基色的半导体LED芯片组合来实现白光照明；二是在超高亮度GaN基蓝、绿和紫外LED：占片上涂敷相应组分的荧光物质来实现白光照明，这类荧光物质就是白光LED用荧光材料。本文以白光LED用荧光材料为研究对象，采用高能球磨与反应烧结

2、法、共沉淀法合成了应用最广泛白光LED用荧光材料——钇铝石榴石(Y3A15012，简称YAG)荧光粉，并用荧光转换法制各了性能优良的白光LED。采用X射线衍射仪对粉末样品的物相结构进行分析：采用荧光光谱仪测试了样品的激发光谱和发射光谱；采用场发射扫描电子显微镜对样品的微观结构和形貌进行表征，测试了样品的能量散射谱；并采用粒度仪测试了样品的粒度分布。大量的实验结果表明：①、采用高能球磨和反应烧结相结合的方法，在1300。C反应6h得到了单‘物相的、发光性能良好的YAG荧光粉，产物颗粒尺寸分布均匀，无团聚，近似呈球形，平均粒度在2pm左右；加入适量助熔剂有助于合成发光性能好

3、的YAG荧光粉，且不会引入杂相：采用共沉淀法在900。C获得了纳米级的YAG荧光粉，但其团聚现象严重，发光亮度偏低。②、YAG：Ce”荧光粉的激发光谱为双峰结构，两主峰位太原理工大学硕士研究生学位论文于近紫外340ran处和可见光区460rim处，分别对应于铈离子2F5：2—5d和2FTa一5d的电子跃迁，发射光谱为宽谱，最强发射峰位于535nm处。实验表明：激发峰和发射峰强度与铈离子的掺杂量有关，当铈离子的摩尔分数x=0．06时达到最大。③、钆离子的掺杂不会影响荧光粉的激发波长和强度，但能引起发射波长的红移，当钆离子的摩尔分数y从O．06增大到O．18时，荧光粉发射波

4、长可覆盖535～560nm的黄绿光范围。采用位型坐标示意图定性分析说明：钆离子的掺杂使得基质中激发态位型坐标变宽，导致斯托克斯位移增大，因而引起发射光波长红移。④、在工作电流IF=20mA，工作电压U=3．5V的条件下，采用掺杂钆离子的YAG荧光粉制各白光LED可以降低其色温，增大其色坐标，当荧光粉组成为Y276Ce006Gd01sAl5012时，自光发光二极管色温为6605K，色坐标为x-0．310，y=0．323，显色指数81．8，基本符合照明光源的要求。关键词：固体照明光源，白光发光二极管，YAG荧光粉，烧结，掺杂，光谱奎垦里三盔堂堡主婴塑竺兰垡堡苎一RESEAR

5、CHONSYNTHESISANDLUMINESCENCEPERFORMANCEOFWHITE．LIGHTLED—USEDFLOURESCENTMATEIUALSABSTRACTWhite．1ightlightemittingdiodes(LED)possessessuchexcellentperformanceaslowpowerconsumption，longlifetime，environmentalprotectionandfastresponsetime，andSOon．AlongwithincreasingofLEDluminousefficiencyandd

6、ecliningofmanufacturecosts，itisforecastedthatwhite．1ightLEDwillbecomethenewgenerationlightingandreplaceincandescentlamp，fluorescentlampandhighintensitydischargelampandothertypesoflamp．Inthe21stcentury,white—lightSemiconductorlightingwillbecomethehighandnewtechnologythatpossessesgreatdeve

7、lopmentalpotential．Semiconductorlightingrealizedwhite—lightemittingbyusingcombinationofred．1ightLEDchip，green—lightLEDchipandblue’lightLEDchip，orcoatingfluorescentmaterialsonhighbrightnessGaN-basedblue‘lightchiporultraviolet—lightchip．Wherein，thesefluorescencematerialsare