白光LED用Ba 9 Lu 2 Si 6 O 24 :Ce 3+ 青色荧光粉成本优化及光谱调控
发布时间：2020-12-11 12:38
白光LED具有节能、环保、高效、长寿、稳定等优点,被广泛应用于目前照明领域。目前,市场上使用较多的实现白光LED方式是蓝光LED芯片加黄色荧光粉,存在色温偏高、显色指数差、发光受蓝光芯片影响产生色彩漂移等问题,而紫外LED加三基色荧光粉的方法因为其光谱成分均匀,显色指数高,不受电流影响,可以通过调节不同荧光粉的比例调节色温等优点成为了目前最好的合成WLED方案。对于紫外激发WLED,发射蓝色和绿色光的荧光粉是必不可少。而由于目前许多发蓝色和绿色荧光粉的半高宽较窄,会造成蓝色和绿色光谱之间的出现光谱空缺,所以开发出一款能够填补光谱空缺的青色荧光粉是非常有必要的;其次如果能开发出一款能覆盖蓝色和绿色的宽带青色荧光粉,能够很大程度上避免三色荧光粉混合过程中发生的重吸收作用。Ba9Lu2Si6O24:Ce3+青色荧光粉目前是一种性能优越的紫外激发荧光粉,具有量子效率高,热稳定性好,半高宽较宽,制备简单等特点,通过简单的红色荧光粉的掺杂就可以得到显色指数较高的白色LED荧光粉。但由于稀土...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
包含活化剂离子A和敏化离子S的发光材料
第四章Al掺杂Ba9Lu2Si6O24:Ce3+荧光粉制备及性能研究204.2BLASO:Ce3+荧光粉晶体结构分析为了研究Al对BLS:Ce3+发光的影响，将Ce3+浓度y设为0.1。BLASO:0.1Ce3+，x=0,0.5,1,1.5,1.9的XRD图谱如图4.1a所示。对于Al=0，即不掺杂的BLS材料，衍射峰几乎与Ba9Sc2Si6O24(PDF#82-1119)的图谱吻合[85,90]。对比标准卡片，可以发现含有微量的副产品Ba2SiO4(BSO，PDF#77-0150)的衍射分[91]。当Al增加到0.5和1.0时，XRD结果表明主相仍然是BLS相，主衍射峰移逐渐向大角度区域移动，这是因为Al3+（rⅥ=0.535）比Lu3+（rⅥ=0.861）小得多[92]，用较小的Al3+取代Lu3+导致晶格收缩，晶格参数减小，衍射角向大角度移动。另一方面，当Al增加到y=1.5时，BSO相逐渐增多，成为主相，此时仍然存在大量的BLS相。当Lu完全被Al（y=1.9）取代时，BLS相减小甚至消失，即Ba9Al2Si6O24（BASO）完全转变为BSO相。BLS和BSO相的主要衍射峰强度如图4.1b所示，可以清楚地看到，随着Al取代Lu的增加，BLS相衍射峰强度减小，BSO相衍峰射强度逐渐增大。对于无铝样品，即BLSO，它结晶成菱形结构。而对于无Lu的样品，即BASO，它将变为BSO结构。图4.1Ba9Lu1.9-xAlxCe0.1Si6O24(x=0-1.9)的X射线衍射图(a)和BLS和BSO相的衍射峰强度(b)，BLS(c和d)的晶体结构和Ba(1)（紫球）、Ba(2)（蓝球）、Ba(3)（黄球）和Lu/Al（靛蓝球）与氧原子的配位环境
第四章Al掺杂Ba9Lu2Si6O24:Ce3+荧光粉制备及性能研究23一个有趣的现象是，Al=0.5的样品的发光并没有显著降低。只有当Al>0.5时，发光才开始迅速下降。图4.2c更直观地示出了这种现象。如上所述，在BRS系统材料的研究中，BSO杂质经常产生[95,96]，而BSO:Ce3+在紫外激发下具有低像质和差的热稳定性。因此，杂质会对BLS的发光产生不利影响。当Al掺杂量x<0.5时，发光性能不明显下降是一个有趣的现象。这种现象有两个原因：一是Al大部分进入BLS晶格，当x<0.5时只产生少量的BSO。二是BLAS结构中仍然可以为Ce3+提供丰富的位点，当少量Lu3+被Al3+取代时，不影响Ce3+在Lu3+位点的取代。只有当大量的Lu3+被Al3+取代时，影响了Ce3+在Lu3+位的取代，然后Ce3+选择Ba2+位，从而降低了Ce(1)的发光。图4.3Ba9Lu1.9-xAlxCe0.1Si6O24(x=0-1.9)在日光、365nm和254nm紫外光下的图像4.4BLASO:Ce3+荧光粉阴极射线发光利用SEM-CL系统对Ba9(Lu1.4Al0.5)Si6O24:10%Ce3+的发光进行了微尺度诊断。如图4.4a中的CL图像所示，粒子大小约为3-10μm，并且几乎所有粒子都显示出明亮的发光，宽CL光谱覆盖约400nm和500nm处的两个肩部（图4.4b）。然而，当监测到400nm和500nm的单一发射波长时，它们的分布是不同的（图4.4c和e）。在500nm有强烈发射的区域在400nm是相当暗的。在400nm有强烈发射的区域在500nm也相当暗。也就是说，400nm和500nm的明亮辐射不能出现在同一区域。对于图4.4c中明亮区域中的点（I），CL光谱在约490nm处有一个强峰，在约400nm处有一个肩部（图4.4d）。通过对不同的两个点进行EDS元素扫描，结果发现：在（I）
【参考文献】：
期刊论文
[1]稀土发光材料在固体白光LED照明中的应用[J]. 苏锵,吴昊,潘跃晓,徐剑,郭崇峰,张新民,张剑辉,王静,张梅. 中国稀土学报. 2005(05)
[2]LED——新一代照明光源[J]. 王晓明,郭伟玲,高国,沈光地. 现代显示. 2005(07)
[3]LED-21世纪照明新光源[J]. 周太明,宋贤杰,周伟,周永业. 照明工程学报. 2001(04)
本文编号：2910539
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
包含活化剂离子A和敏化离子S的发光材料
第四章Al掺杂Ba9Lu2Si6O24:Ce3+荧光粉制备及性能研究204.2BLASO:Ce3+荧光粉晶体结构分析为了研究Al对BLS:Ce3+发光的影响，将Ce3+浓度y设为0.1。BLASO:0.1Ce3+，x=0,0.5,1,1.5,1.9的XRD图谱如图4.1a所示。对于Al=0，即不掺杂的BLS材料，衍射峰几乎与Ba9Sc2Si6O24(PDF#82-1119)的图谱吻合[85,90]。对比标准卡片，可以发现含有微量的副产品Ba2SiO4(BSO，PDF#77-0150)的衍射分[91]。当Al增加到0.5和1.0时，XRD结果表明主相仍然是BLS相，主衍射峰移逐渐向大角度区域移动，这是因为Al3+（rⅥ=0.535）比Lu3+（rⅥ=0.861）小得多[92]，用较小的Al3+取代Lu3+导致晶格收缩，晶格参数减小，衍射角向大角度移动。另一方面，当Al增加到y=1.5时，BSO相逐渐增多，成为主相，此时仍然存在大量的BLS相。当Lu完全被Al（y=1.9）取代时，BLS相减小甚至消失，即Ba9Al2Si6O24（BASO）完全转变为BSO相。BLS和BSO相的主要衍射峰强度如图4.1b所示，可以清楚地看到，随着Al取代Lu的增加，BLS相衍射峰强度减小，BSO相衍峰射强度逐渐增大。对于无铝样品，即BLSO，它结晶成菱形结构。而对于无Lu的样品，即BASO，它将变为BSO结构。图4.1Ba9Lu1.9-xAlxCe0.1Si6O24(x=0-1.9)的X射线衍射图(a)和BLS和BSO相的衍射峰强度(b)，BLS(c和d)的晶体结构和Ba(1)（紫球）、Ba(2)（蓝球）、Ba(3)（黄球）和Lu/Al（靛蓝球）与氧原子的配位环境
第四章Al掺杂Ba9Lu2Si6O24:Ce3+荧光粉制备及性能研究23一个有趣的现象是，Al=0.5的样品的发光并没有显著降低。只有当Al>0.5时，发光才开始迅速下降。图4.2c更直观地示出了这种现象。如上所述，在BRS系统材料的研究中，BSO杂质经常产生[95,96]，而BSO:Ce3+在紫外激发下具有低像质和差的热稳定性。因此，杂质会对BLS的发光产生不利影响。当Al掺杂量x<0.5时，发光性能不明显下降是一个有趣的现象。这种现象有两个原因：一是Al大部分进入BLS晶格，当x<0.5时只产生少量的BSO。二是BLAS结构中仍然可以为Ce3+提供丰富的位点，当少量Lu3+被Al3+取代时，不影响Ce3+在Lu3+位点的取代。只有当大量的Lu3+被Al3+取代时，影响了Ce3+在Lu3+位的取代，然后Ce3+选择Ba2+位，从而降低了Ce(1)的发光。图4.3Ba9Lu1.9-xAlxCe0.1Si6O24(x=0-1.9)在日光、365nm和254nm紫外光下的图像4.4BLASO:Ce3+荧光粉阴极射线发光利用SEM-CL系统对Ba9(Lu1.4Al0.5)Si6O24:10%Ce3+的发光进行了微尺度诊断。如图4.4a中的CL图像所示，粒子大小约为3-10μm，并且几乎所有粒子都显示出明亮的发光，宽CL光谱覆盖约400nm和500nm处的两个肩部（图4.4b）。然而，当监测到400nm和500nm的单一发射波长时，它们的分布是不同的（图4.4c和e）。在500nm有强烈发射的区域在400nm是相当暗的。在400nm有强烈发射的区域在500nm也相当暗。也就是说，400nm和500nm的明亮辐射不能出现在同一区域。对于图4.4c中明亮区域中的点（I），CL光谱在约490nm处有一个强峰，在约400nm处有一个肩部（图4.4d）。通过对不同的两个点进行EDS元素扫描，结果发现：在（I）
【参考文献】：
期刊论文
[1]稀土发光材料在固体白光LED照明中的应用[J]. 苏锵,吴昊,潘跃晓,徐剑,郭崇峰,张新民,张剑辉,王静,张梅. 中国稀土学报. 2005(05)
[2]LED——新一代照明光源[J]. 王晓明,郭伟玲,高国,沈光地. 现代显示. 2005(07)
[3]LED-21世纪照明新光源[J]. 周太明,宋贤杰,周伟,周永业. 照明工程学报. 2001(04)
本文编号：2910539
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