白光LED用荧光粉的制备与性能研究

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1、中南大学硕士论文摘要摘要采用高温固相法合成了适用于蓝光和近紫外光LED芯片的钇铝石榴石黄色荧光粉和硅酸锶钡掺铕绿色荧光粉，通过X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)观察、粒度分析仪测试和光谱仪检测等手段研究了粉未样品的组织与性能，并开展了基质组成、助熔剂、氧化铝、气流粉碎工艺等一系列产业化技术研究。研究结果表明：1．采用高温固相法可以合成Y3A15012：Ce及其取代衍生物，灼烧温度、还原温度、保温时间、还原气氛以及激活剂Ce3+的掺杂浓度等都会对荧光粉相组成及发光性能产生影响。2、采用高温固相法合成的掺Tb3+、

2、Gd3+、Ga3+和pr3+的YAG荧光粉，在掺杂适量稀土元素后仍为立方晶系结构。铽离子的掺杂有利于提高YAG：Ce在530nm处的发射峰强度，当Tb3+浓度为o．1时发光亮度最高；钆离子的掺杂使发射峰的位置发生红移，当钆离子的浓度从0．2变化到1．0，发射峰波长从535nm红移到560nm；镓离子的掺杂使340nm和450nm的激发峰出现蓝移现象，当镓离子浓度为0．8时发光效率最高；镨离子的掺杂增加了610nm、‘638nm的红光发射，补充了YAG：Ce在红光部分的不足。3、采用高温固相法合成的近紫外光激发的正硅酸锶钡

3、掺铕荧光粉中，BaESi04：Eu2+发射光谱为宽谱带，发射主峰位于500nm附近，主要是Eu2+的5d一4f跃迁，激发光谱为270．470nm的宽谱带，其中380nm的激发峰最强；(Ba，Sr)2Si04：Eu2+的发射光谱也为宽谱带，通过调整Ba／sr比例实现发射主峰500～560nm变化可调。4、对YAG：Ce荧光粉进行了产业化技术研究，通过采用新型低能耗、精确控温、快淬冷凝构造的高温合成窑炉以及气流粉碎工艺，实现了YAG荧光粉的晶体生长速度及晶粒大小可控，制备出了D10=3．6um，D50=5．12um，D97=

4、6．8um类球形的YAG：Ce荧光粉。5、采用本课题研制的(Y,Gd)3(A1，Ga)5012：Ce荧光粉和450nm蓝光LED封装成1W的功率型白光LED，在工作电流为350mA，色温为6732K时，光效达到了79．71m／w，显色指数为78．2，达到了台湾宏达同类产品性能。关键词：YAG荧光粉，气流粉碎，白光LED，绿色光源L中南人学硕士论文AbstractABSTRACTPhosphorsyttriumaluminumgarnet(YAG)and(Sr,Ba)2Si04：Eu什usedforblueLEDandne

5、ar-uvLEDwerepreparedbyhightemperaturesolid—statereactions．ThemicrostructuresandgrainshapesofsampleswereanalyzedbyX-raypowderdiffractionmeter(XRD)，scanningelectronmicroscope(SEM)andgrainsizeinstrument．Inaddition，basecomponent，flux，aluminaandairflowcomminutiontechn

6、icswerestudied．Theexperimentresultsandthemainconclusionsincluded：1．PhosphorsY3AIs012：Ce”werepreparedbyhi曲temperaturesolid-statereactions．Theresultsindicatedfiringtemperature，reductiontemperature，sinteringtime，reductionatmosphereandCej十dopedamounthadgreatinfluence

7、onphasestructuresandluminescentproperties．2．YAGphosphorsdopedbyTb”，Gd3+，Ga+andPr3+werepreparedbyhightemperaturesolid-statereactions．Theexperimentresultsindicatedthesampleswerecubiccrystalstructures；Tb3+dopantwouldhelptoimproveemissionpeakintensityat530nm．whenTb3十

8、dopantwasO．1，emissionpeakintensitycouldreachitsmaximum；Gd”dopantcouldinduceredshiffofemissionpeak．WhenmolorfractionGd3+dopantvariedfrom0．2to1．0，emissionpeakals