基于近紫外激发的三基色荧光粉在交流LED中的应用

发布时间：2017-08-17 21:09

  本文关键词：基于近紫外激发的三基色荧光粉在交流LED中的应用

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【摘要】：利用交流市电直接驱动LED器件发光已成为当前研究的焦点,探索适用于交流LED的荧光粉逐渐成为人们重点关注的课题。然而,目前可适用于交流LED的荧光粉种类有限,并且这些荧光粉的余辉时间与交流电周期不匹配。LED工作时,由于交流电的周期性循环,而产生黑暗周期,进而会导致交流LED存在频闪、颜色不稳定、显色指数低等不足;针对上述问题,依据交流LED的需求,本文旨在寻求适用于交流LED的红、绿、蓝长余辉荧光粉,并利用近紫外Ga(In)N LED和红、绿、蓝三基色荧光粉封装成白光LED,研究其发光特性。本文采用具有热稳定性和化学稳定性良好的铝酸盐为基质,稀土离子为发光中心,制备得到了绿色、蓝色长余辉荧光粉,系统的研究了助熔剂、碱土金属离子种类、基质元素对荧光粉颗粒粒径大小、分布、形貌、晶体结构、发光性能的影响。此外,提出了一种新型的制备方法,并制备得到了红色Sr_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉。本文主要的工作如下:1.提出以SrCl_2作为助熔剂,通过高温固相法来制备绿色SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉的方法,提高绿色SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉的发光性能。并详细研究不同比例助熔剂SrCl_2对SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉形貌、光学性质以及寿命衰减的影响,同时研究了基于SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉的LEDs的电致发射光谱。结果表明,SrCl2能提高SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉光学性能,是一种优异的助熔剂。2.基于共取代的思想,通过掺杂不同的(SiN)~+取代(AlO)~+,合成了一系列绿色SrAl_(2-x)Si_xO_(4-x)N_x:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉,提高SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉的稳定性及色纯度。系统地讨论(SiN)+及其溶解极限对SrAl_(2-x)Si_xO_(4-x)N_x:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉晶体结构,发光性质,衰减寿命及相关性质的影响。此外,进一步研究基于这些荧光粉与近紫外芯片封装的LED的电致发光性质。3.采用同主碱土族元素取代,通过高温固相法合成一系列的Sr_(0.9-x)Ca_xAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)和Sr0.9-xBaxAl2O4:Eu~(2+),Dy~(3+)(x=0.00,0.15,0.30,0.45,0.60,0.75,0.90)荧光粉,实现对MAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)(M=Ca,Sr,Ba)荧光粉发光颜色和平均寿命的调控,并通过颜色调控制备得到三基色荧光粉中的蓝色CaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉。讨论不同含量Ca~(2+)或Ba~(2+)对SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉的相结构、光学性质、衰减时间的影响;此外,进一步研究基于近紫外芯片和SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉封装的LEDs的电致发射光谱特性。4.提出一种以碱土碳酸盐和氧化物为原料、常压下制备红色Sr_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉的新颖方法——压片法,该法不需要使用对氧气和水敏感的碱土氮化物,避免使用手套箱的不便。此外,进一步探究不同发光中心(Eu~(2+))浓度对红色Sr_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉的形貌、结构、发光性能等的影响,并讨论红色Sr_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉的浓度猝灭特性。最后,进一步研究基于近紫外芯片和红色Sr_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉的LEDs的电致发射光谱特性。
【关键词】：交流LED 荧光粉 SrAl_2O_4:Eu~(2+) Dy~(3+) Sr_2Si5N_8:Eu~(2+) 发光光谱
【学位授予单位】：五邑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN312.8
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 LED行业现状与前景12
• 1.3 LED的结构及发光原理12-14
• 1.3.1 LED的发光原理12-13
• 1.3.2 白光LED的实现方案13-14
• 1.4 LED的驱动电源14-18
• 1.4.1 直流供电方式14-15
• 1.4.2 交流供电方式15-18
• 1.5 稀土发光材料在AC LED中应用的发展现状及存在的问题18-19
• 1.6 本论文的研究目的及意义19-21
• 第二章 SrCl2助熔剂对绿色SrAl_2O_4:Eu~(2+), Dy~(3+) 交流LEDs荧光粉结构和发光性能的影响21-35
• 2.1 引言21-22
• 2.2 实验部分22-23
• 2.2.1 实验药品与仪器22
• 2.2.2 荧光粉的合成22-23
• 2.2.3 LED的制备23
• 2.2.4 样品表征23
• 2.3 实验结果与讨论23-32
• 2.3.1 SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+) 的XRD表征23-24
• 2.3.2 SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+) 的形貌及粒径分布24-27
• 2.3.3 SrAl_2O_4: Eu~(2+), Dy~(3+) 的激发和发射光谱27-29
• 2.3.4 SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+) 的衰减特性29-30
• 2.3.5 SrAl_2O_4: Eu~(2+), Dy~(3+) 在LED中的应用30-32
• 2.4 本章小结32-35
• 第三章 Si-N掺杂对绿色SrAl_2O_4: Eu~(2+), Dy~(3+)交流LEDs荧光粉光学性质的影响35-47
• 3.1 引言35-36
• 3.2 实验部分36-37
• 3.2.1 实验药品与仪器36-37
• 3.2.2 荧光粉的合成37
• 3.2.3 LED的制备37
• 3.2.4 样品表征37
• 3.3 实验结果与讨论37-46
• 3.3.1 SrAl_2O_4: Eu~(2+), Dy~(3+) 的XRD表征37-39
• 3.3.2 SrAl_(2-x)Si_xO_(4-x)N_x:Eu~(2+), Dy~(3+)的光学性质39-42
• 3.3.3 SrAl_(2-x)Si_xO_(4-x)N_x: Eu~(2+), Dy~(3+)的衰减特性42-43
• 3.3.4 SrAl_(2-x)Si_xO_(4-x)N_x: Eu~(2+), Dy~(3+) 在LED中的应用43-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 绿色SrAl_2O_4: Eu~(2+), Dy~(3+)交流LEDs荧光粉寿命和颜色的调控及蓝色交流LEDs荧光粉的制备47-61
• 4.1 引言47-48
• 4.2 实验部分48-49
• 4.2.1 实验药品与仪器48-49
• 4.2.2 荧光粉的合成49
• 4.2.3 LED的制备49
• 4.2.4 样品表征49
• 4.3 实验结果与讨论49-60
• 4.3.1 XRD表征49-52
• 4.3.2 Sr_(0.9-x)Ca_xAl_2O_4: Eu~(2+), Dy~(3+)和Sr0.9-xBaxAl2O4: Eu~(2+), Dy~(3+)的发光性质52-54
• 4.3.3 衰减特性54-56
• 4.3.4 不同掺杂量的Ca~(2+)，Ba~(2+)的SrAl_2O_4: Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉在LED中的应用56-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 使用压片法合成红色Sr_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉及其发光性能研究61-75
• 5.1 引言61
• 5.2 实验部分61-63
• 5.2.1 实验药品与仪器61-62
• 5.2.2 荧光粉的合成62-63
• 5.2.3 LED的制备63
• 5.2.4 样品表征63
• 5.3 实验结果与讨论63-73
• 5.3.1 XRD表征63-64
• 5.3.2 SEM图像64-65
• 5.3.3 Sr_(2-x)Si_5N_(8:x)Eu~(2+)荧光粉的发光性质65-71
• 5.3.4 红色Sr_(2-x)Si_5N_(8:x)Eu~(2+)荧光粉在LED中的应用71-73
• 5.4 本章小结73-75
• 结论75-77
• 参考文献77-87
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果87-89
• 致谢89-90

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本文编号：691113