暖白光LED用红色荧光粉的合成与光谱性质的研究

发布时间：2020-10-30 01:22

　　 白光LED具有体积小、节能、高效、环保等优点,将成为新一代的照明材料。近年来,Mn~(4+)掺杂氟化物荧光粉已经成为白光LED用红色荧光粉的研究热点,逐步替代了传统的商用Eu~(2+)/Eu~(3+)掺杂的氮/含氧酸盐红色荧光粉。Mn~(4+)属于过渡金属离子,具有3d~3电子结构,新型Mn~(4+)掺杂氟化物荧光粉在蓝光区域具有宽吸收峰,在红光区域有特征发射峰。本论文致力于合成新型的应用于暖白光LED的Mn~(4+)掺杂的红色荧光粉,主要研究内容如下:利用水热法合成一系列K_2NaAlF_6:Mn~(4+)红色荧光粉,详细考察了反应原料KF与NaF摩尔比、反应温度及反应时间对产物的晶体结构和发光性质的影响。荧光光谱表明:K_2NaAlF_6:Mn~(4+)在近紫外区域和蓝光区域有两个较宽的激发带,在460 nm蓝光激发下能够获得有效的红光发射,同时评估了荧光粉的热稳定性。将K_2NaAlF_6:Mn~(4+)红色荧光粉与蓝光芯片(~460 nm)和黄色荧光粉YAG:Ce组装成LED,其色温为4310 K,显色指数78.7,流明效率60.22 lm/W。结果表明:K_2NaAlF_6:Mn~(4+)可以有效改善LEDs的色温和显色指数,是一种很有前景的白光LED用红色荧光粉。采用共沉淀法制备了一系列K_2LiGaF_6:Mn~(4+)荧光粉,考察了不同反应原料、不同反应溶剂、表面活性剂CTAB的加入量对荧光粉晶体结构、形貌及发光性质的影响。同时探讨了荧光粉的浓度和温度引起的荧光猝灭机理。将K_2LiGaF_6:Mn~(4+)红色荧光粉与蓝光芯片(~460 nm)和黄色荧光粉YAG:Ce组装成LED,其色温为4378 K,显色指数79.6,流明效率为109.91 lm/W。表明K_2LiGaF_6:Mn~(4+)荧光粉能够作为红色组分实现LEDs的暖白光发射。采用共沉淀法制备了一系列M_2NaInF_6:Mn~(4+)(M=K,NH_4)荧光粉,通过粉末X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和能量色散谱仪研究了样品的结构、形貌和组成。讨论了不同反应时间、不同钠源对荧光粉K_2NaInF_6:Mn~(4+)发光性质的影响。荧光光谱显示K_2NaInF_6:Mn~(4+)和(NH_4)_2NaInF_6:Mn~(4+)样品在近紫外光和蓝光区域有两个宽激发带,在蓝光激发下能够产生有效的红光发射。将其组装而成的LED的色温为4444 K,显色指数83.4,流明效率为61.87 lm/W,表明K_2NaInF_6:Mn~(4+)和(NH_4)_2NaInF_6:Mn~(4+)红色荧光粉在白光LED领域具有潜在的应用价值。
【学位单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ422;TN312.8
【部分图文】：

和涂覆上荧光粉封装组成的。与传统照明材料相比量低，使用寿命长，不易老化，显色指数好等优势，被基于 LED 为基础的固态照明技术已经应用在室内照明业和商业建筑等。新型固态半导体材料的发展在人们日发展的发展是由发光二极管芯片以及荧光粉的性能共同决要集中在这两个方面，其发展可以追溯到 20 世纪 60 LED (GaAsP)，当时的发光二极管效率并不高，在施加 0.1 lm/W，其较低的发光效率不能超越传统白炽灯的应用中[4-5]。此后科研人员一直致力于提高 GaAsP 红光代，GaAsP 半导体的发光性能得到明显提升，其发光效 1 lm/W，同时 LED 的发光颜色种类也被扩展，逐步研 LED。20 世纪 80 年代之后，凭借各国科学家的不断努提高，随着 GaAlAs LED 的问世，发光效率也提高至

表明荧光粉具有高的量子效率和色纯度片激发并表现出特征红光发射。最强发级跃迁。合成的 LiGd(WO4)2:Eu3+内部温度升高到 150 °C 时的发光强度仍然在的红色荧光材料。剂热法制备了 BiOCl:Eu3+红色荧光粉，射，激发光谱范围在 250 –500 nm，可以浓度为 0.10，BiOCl:Eu3+红色荧光粉在胶凝胶法制备了 Gd2MoO6:Eu3+红色荧 4）能级跃迁得到特征红光或橙红光，d2MoO6:Eu3+能够表现出红光发射，Eu的临界半径为 11.47 ，浓度猝灭机理3+可以适用于紫外光和蓝光芯片，在暖

SiF6:Mn4+红色荧光粉和 K2SiF6:Mn2+黄色2SiF6:Mn2+在 325 nm 作为激发波长时，发4T1→6A1能级跃迁，荧光粉表现出黄绿色长时，发射峰在 638 nm 处获得最大值，射峰，其中～613 nm、～617 nm 处为反斯9 nm、～651 nm 为斯托克斯 v6和 v4和 v3n4+掺杂的氟化物荧光粉优点是操作简单，SiF62-，但考虑到 Si 晶片的成本相对较高，业化制备荧光粉仍具有一些局限性。
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本文编号：2861757