白光LED用三元鋁石榴石型熒光粉的制備與性能研究.pdf

1、近年來，白光LED由于耗能少、響應(yīng)快和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于照明、汽車、背光源、裝飾等領(lǐng)域。目前，實(shí)現(xiàn)白光的主流方式是采用藍(lán)光芯片結(jié)合黃色熒光粉。常用的YAG:Ce3+熒光粉存在光譜紅色成分不足的缺點(diǎn)，不能滿足高顯色場(chǎng)合的照明需求。而TAG:Ce3+熒光粉作為另一種黃色熒光粉，可以提高白光LED的顯色指數(shù)，但其熱穩(wěn)定性較差，嚴(yán)重影響了白光LED的使用。因此，提高TAG:Ce3+熒光粉的熱穩(wěn)定性，并保持較高的顯色指數(shù)，具有較高的實(shí)用價(jià)值和

2、廣泛的應(yīng)用前景。
　　本論文圍繞鋁石榴石型熒光粉的稀土離子摻雜展開，根據(jù)三角形坐標(biāo)系設(shè)計(jì)成分比例，采用高溫固相法合成固溶體熒光粉。通過 X射線粉末衍射儀、掃描電子顯微鏡和熒光分光光度計(jì)等表征手段研究了Tb/Y/Lu比例對(duì)鋁石榴石型熒光粉物相、形貌、發(fā)光性能和熱穩(wěn)定性的影響。此外，采用光電色綜合測(cè)試系統(tǒng)對(duì)所得到的白光LED的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試。得到結(jié)論如下：
　　（1）合成了(TbxLu1-x)2.9Al5O12:Ce3+、(T

3、bxY1-x)2.9Al5O12:Ce3+和(LuxY1-x)2.9Al5O12:Ce3+熒光粉。發(fā)現(xiàn)Tb3+、Lu3+摻入基質(zhì)后將形成二元固溶體。當(dāng)Tb3+摻入LuAG:Ce3+后，將使其發(fā)射光譜從507 nm紅移到544 nm，且發(fā)光強(qiáng)度降低。隨著Tb3+摻雜濃度的增加，YAG: Ce3+的發(fā)射光譜從533 nm紅移到544 nm，且當(dāng)Tb3+濃度為40 mol％時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度最大。而Lu3+的摻雜則使YAG:Ce3+的發(fā)射光譜從53

4、2 nm藍(lán)移至506 nm，當(dāng)Lu3+濃度為80 mol%時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度最大。
　?。?）合成了(YxTbxLu1-2x)2.9Al5O12:Ce3+、(YxTb1-2xLux)2.9Al5O12: Ce3+、(Y1-2xTbxLux)2.9Al5O12:Ce3+、(Y1/3TbxLu2/3-x)2.9Al5O12:Ce3+、(YxTb2/3-xLu1/3))2.9Al5O12:Ce3+和(YxTb1/3Lu2/3-x)2.9Al5

5、O12:Ce3+系列熒光粉，發(fā)現(xiàn)稀土離子的摻雜會(huì)形成三元固溶體。同時(shí)，Y3+/Tb3+的摻入會(huì)使LuAG:Ce3+熒光粉發(fā)射光譜從506 nm紅移到540 nm，發(fā)光強(qiáng)度下降80%；Y3+/Lu3+的摻入會(huì)使TAG:Ce3+熒光粉發(fā)射光譜藍(lán)移從544 nm藍(lán)移到537 nm，發(fā)光強(qiáng)度增大；Tb3+/Lu3+的摻雜使得YAG:Ce3+熒光粉發(fā)射光譜從532nm紅移到537 nm，發(fā)光強(qiáng)度呈先減小后增大趨勢(shì)。此外，Tb3+離子的摻雜使(Y1

6、/3Lu2/3)2.9Al5O12:Ce3+熒光粉的發(fā)射光譜從528 nm紅移到543 nm，發(fā)光強(qiáng)度降低；Y3+的摻雜使(Tb2/3Lu1/3)2.9Al5O12:Ce3+熒光粉光譜從543nm藍(lán)移到517 nm，發(fā)光強(qiáng)度增大；Y3+摻入(Tb1/3Lu2/3)2.9Al5O12:Ce3+熒光粉后，其發(fā)射光譜從535 nm紅移到541 nm，發(fā)光強(qiáng)度降低。
　　（3）合成了(YxTbyLu1-x-y)2.9Al5O12:Ce3+

7、系列熒光粉，并建立了發(fā)射光譜與組分比例的三維圖譜。發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)Y/Tb/Lu的比例，可以使鋁石榴石型熒光粉的發(fā)射波長(zhǎng)和發(fā)光強(qiáng)度在三角形區(qū)域內(nèi)進(jìn)行調(diào)控。發(fā)現(xiàn)Y3+/Lu3+共摻雜可有效提高TAG: Ce3+熒光粉的熱穩(wěn)定性，(Y1/6Tb1/3Lu1/2)2.9Al5O12:Ce3+熒光粉的熱穩(wěn)定性比 TAG: Ce3+提高7%，且發(fā)射光譜波比 YAG: Ce3+紅移4 nm。采用450 nm藍(lán)光芯片涂覆(Y1/6Tb1/3Lu1/2)2