LED用鎢酸鹽紅色熒光粉的制備、結(jié)構(gòu)與熒光性能研究.pdf

1、白光LED因其節(jié)能、長(zhǎng)壽命和無(wú)污染的特點(diǎn)被認(rèn)為是最有前景的第四代綠色照明光源。當(dāng)前，實(shí)現(xiàn)白光LED的常用技術(shù)方案一般為近紫外-藍(lán)光LED和黃色或三基色熒光粉的組合。因此制備和市場(chǎng)近紫外以及紫光LED芯片相符的、高效的和高穩(wěn)定性的紅色熒光粉是改善白光LED發(fā)光效率的關(guān)鍵。
　　本論文采用高溫固相法分別合成了兩種鎢酸鹽紅色熒光粉:Sr3In2WO9∶Eu3+和LaEuBW1-xMoxO9∶Eu3+。利用X射線衍射技術(shù)(XRD)、熒光光

2、譜(PL)、紫外吸收光譜、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)等測(cè)試手段對(duì)材料進(jìn)行了晶體結(jié)構(gòu)、發(fā)光性能和形貌等的表征。探討了煅燒溫度、煅燒時(shí)間、激活劑摻雜量和Mo6+摻雜量等對(duì)兩種材料晶體結(jié)構(gòu)和熒光性能的影響。具體內(nèi)容如下:
　　制備了紅色熒光粉Sr3In2WO9∶Eu3+，經(jīng)過(guò)正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其最佳制備工藝為:在1100℃溫度下煅燒12h，在此反應(yīng)條件下，可得到單相的Sr3In2WO9∶Eu3+，材料具有較高的結(jié)晶度和最佳的發(fā)光強(qiáng)度，發(fā)射光

3、譜位于617nm處。激發(fā)光譜顯示材料在250～350nm范圍內(nèi)有一寬帶的電荷遷移激發(fā)峰，同時(shí)，Eu3+在396nm和466nm處的特征線狀激發(fā)峰發(fā)生明顯的寬化，使其更適合于LED應(yīng)用。對(duì)材料的濃度猝滅實(shí)驗(yàn)顯示其Eu3+的猝滅濃度高達(dá)25％。X射線衍射結(jié)構(gòu)分析和熒光光譜分析表明Eu3+占據(jù)In3+的格位。相同測(cè)試條件下，Sr3In2WO9∶Eu3+的發(fā)光強(qiáng)度是傳統(tǒng)Y2O2S∶Eu3+熒光粉的1.6倍，并且色坐標(biāo)(0.65，0.32)更加靠

4、近于標(biāo)準(zhǔn)紅。良好的發(fā)光性能和均勻的粒徑分布使其可以成為一種被近紫外光和藍(lán)光LED芯片激發(fā)的高效紅色熒光粉。
　　通過(guò)正交試驗(yàn)，在1000℃溫度下煅燒24h的最佳工藝條件下，制備了單一物相的La3BW1-xMoxO9∶Eu3+紅色熒光粉。通過(guò)X射線衍射晶體結(jié)構(gòu)精修，得到材料的晶胞參數(shù)、原子坐標(biāo)和鍵長(zhǎng)信息。XRD數(shù)據(jù)和熒光光譜圖顯示:Mo6+的最大摻雜量為30％時(shí)，材料保持單一物相且熒光強(qiáng)度達(dá)到最佳。在此范圍內(nèi)，隨著Mo6+摻雜量的增

5、加，材料La3BW1-xMoxO9∶Eu3+晶胞體積收縮，色坐標(biāo)接近標(biāo)準(zhǔn)紅。更重要的是，La3BW1-xMoxO9∶Eu3+的寬帶電荷遷移激發(fā)光譜發(fā)生紅移，峰值由原來(lái)的305nm處移至375nm處，強(qiáng)度提高了大概30％。根據(jù)第一性原理的密度泛函理論計(jì)算(DFT)得出，Mo6+摻雜前后，材料的禁帶寬度由原來(lái)的2.93eV減小為2.55eV，與紫外可見(jiàn)吸收光譜的測(cè)試結(jié)果一致。激活劑濃度猝滅實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Eu3+的最佳摻雜量為10％。研究表明，

6、材料的寬帶激發(fā)峰可以歸因于O-2p組成的價(jià)帶和Mo-4d(W-5d)組成的導(dǎo)帶間電子的遷移。與傳統(tǒng)熒光粉Y2O2S∶Eu3+相比，材料在617nm處的發(fā)光強(qiáng)度為前者在627nm處強(qiáng)度的6倍。SEM分析顯示，材料的粒徑分布較為均一，大小為2μrn左右?？傊?，Mo6+的摻入使得材料的發(fā)光強(qiáng)度提高，其寬帶激發(fā)峰的紅移，改善了La3BW1-xMoxO9∶Eu3+紅色熒光粉與市場(chǎng)LED芯片發(fā)射的匹配度。
　　鎢酸鹽高效紅色熒光粉以其化學(xué)穩(wěn)定