近紫外激发的白光led用荧光粉的合成及发光性质研究

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1、分类号：UDC：密级：学校代号：11845学号：2111115008广东工业大学硕士学位论文(工学硕士)近紫外激发的白光LED用荧光粉的合成及发光性质研究钟剑明指导教师姓名、职称：赵壶△数援学科(专业)或领域名称：挝料物理曼化堂学生所属学院：物理星光电工程堂院论文答辩日期：星Q!垒生皇月3I目

2、IIIIIlUlIIIlUllUIIIY2581313ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster(Maste

3、rofEngineeringScience)PreparationandLuminescencepropertiesofPhosphorsExcitedbynearUltravioletforWLEDMaster’SCandidate：JianmingZhongSupervisor：Prof．WeirenZhaoMay，2014SchoolofPhysics＆OptoelectronicEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou，Guangdong

4、，P．R．China，510006摘要白光LED作为2l世纪新一代照明光源由于具有节能、环保、使用寿命长等优点，已成为当今科学家最亟待研究的领域和发展的目标之一。在众多实现白光LED的技术方案当中，荧光转换型白光LED是最有应用前景的。目前，应用最多的两种技术方案是：a)蓝光LED芯片+黄色YAG荧光粉；b)近紫外光LED芯片+三基色荧光粉。本文研究目的是研发新型的能被近紫外有效激发的三基色荧光粉。本文采用水热法和高温固相法合成了三种新型的荧光粉，并研究了其物相成分、晶体结构、发光特性等。(1)采用水热法合

5、成了BiP04：Eu3+，Sm3+荧光粉。通过SEM测试表明其微观形貌为表面光滑的微米级双锥体。在BiP04体系中，研究了单掺Eu3+、单掺Sm3+样品的发光特性及其共掺样品中Sm3+Eu3+的能量传递。证实了BiP04：Eu3+，Sm3+中存在Sm3+--，Eu3+的能量传递，且能量传递是单向不可逆的。BiP04：Eu3+共掺Sm3+离子后扩宽了在近紫外(360～410nm)的激发范围，提高了激发效率，有望在白光LED中获得应用。(2)采用水热法合成了BiP04：Tb3+，Eu3+系列荧光粉。研究了单掺T

6、b3+、单掺Eu3+样品的发光特性和共掺样品中Tb3+一Eu3+能量传递及能量传递机理。结果表明对于单掺Tb3+的样品，在近紫外369nm附近有很强的吸收，能发出主峰位于544nm的绿光。在Tb3+和Eu3+共掺的样品中，存在着Tb3+对Eu3+的电四极矩与电四极矩相互作用的能量传递，并且可以通过调节Tb3+与Eu3+的掺杂浓度比例来实现绿、黄、橙色的发光，使其有望在白光LED和显示设备中获得应用。(3)采用高温固相法合成了“2CaSi04：Eu2+，y3+荧光粉，研究了其物相结构和发光特性。结果表明Y3+

7、掺杂可显著增强Li2CaSi04：Eu2+荧光粉的发光强度，当Y3+的掺杂浓度为lm01％时，其发光强度最大，是未掺杂Y3+时的1．8倍。分析表明发光增强的原因是基质中Eu2+离子的增加所致。由于Y3+比Eu3+更稳定，当Y3+加入到Li2CaSi04：Eu3+时，Y3+将替代Eu3+来平衡Li空位(y∞从而起到抑制Eu2+转化为Eu3+的作用。发射光谱表明Li2CaSi04：Eu2+，Y3+的发光强度是商用蓝光荧光粉BAM的2倍。这种新型荧光粉的吸收峰几乎覆盖了整个近紫外一紫外波段，非常适用于近紫外芯片激

8、发的固态照明中。关键词：近紫外；白光LED；荧光粉；发光性质ABSTRACTABSTRACTWhitelightemittingdiodes(WLED)asthenewgenerationlightsourcesinthe21stcenturyhasbecomeoneofthemosturgentneedofresearchfieldsanddevelopmentgoalsofthecurrentscientists，whichisduetotheiradvantagessuchasenergysaving

9、，environmentalprotectionandlonglifetime．ForwhiteLEDsources，themostpromisingdevicesarephosphor—coatedLEDs．TherearetwokindsofapproachestogetwhiteLEDs：(a)blueLEDchipsplusyellowphosphors(YAG)and(b)nearultraviolet