白光LED用熒光材料的制備及性能研究.pdf

1、白光LED具有耗電量小、壽命長、環(huán)保、響應速度快等優(yōu)點。隨著發(fā)光效率的提高和生產成本的降低，白光LED預計必將成為繼白熾燈、熒光燈、高強度放電燈后的新一代照明光源。半導體照明將成為21世紀最具發(fā)展前景的高新技術領域。實現半導體白光照明的主要途徑有以下兩種：一是利用紅、綠和藍三基色的半導體LED芯片組合來實現白光照明；二是在超高亮度GaN基藍、綠和紫外LED芯片上涂敷相應組分的熒光物質來實現白光照明，這類熒光物質就是白光LED用熒光材料。

2、 本文以白光LED用熒光材料為研究對象，采用高能球磨與反應燒結法、共沉淀法合成了應用最廣泛白光LED用熒光材料——釔鋁石榴石(Y3Al5O12，簡稱YAG)熒光粉，并用熒光轉換法制備了性能優(yōu)良的白光LED。 采用X射線衍射儀對粉末樣品的物相結構進行分析；采用熒光光譜儀測試了樣品的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜；采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡對樣品的微觀結構和形貌進行表征，測試了樣品的能量散射譜；并采用粒度儀測試了樣品的粒度分布。

3、大量的實驗結果表明：①、采用高能球磨和反應燒結相結合的方法，在1300℃反應6h得到了單一物相的、發(fā)光性能良好的YAG熒光粉，產物顆粒尺寸分布均勻，無團聚，近似呈球形，平均粒度在2μm左右；加入適量助熔劑有助于合成發(fā)光性能好的YAG熒光粉，且不會引入雜相；采用共沉淀法在900℃獲得了納米級的YAG熒光粉，但其團聚現象嚴重，發(fā)光亮度偏低。②、YAG：Ce3+熒光粉的激發(fā)光譜為雙峰結構，兩主峰位于近紫外340nm處和可見光區(qū)460nm處，分

4、別對應于鈰離子2F5/2→5d和2F7/2→5d的電子躍遷，發(fā)射光譜為寬譜，最強發(fā)射峰位于535nm處。實驗表明：激發(fā)峰和發(fā)射峰強度與鈰離子的摻雜量有關，當鈰離子的摩爾分數x=0.06時達到最大。③、釓離子的摻雜不會影響熒光粉的激發(fā)波長和強度，但能引起發(fā)射波長的紅移，當釓離子的摩爾分數y從0.06增大到0.18時，熒光粉發(fā)射波長可覆蓋535～560nm的黃綠光范圍。采用位型坐標示意圖定性分析說明：釓離子的摻雜使得基質中激發(fā)態(tài)位型坐標變寬