锰（Ⅳ）离子和铕（Ⅲ）离子激活的氧化物基复合钙钛矿结构红色荧光粉的制备及发光性能研究

发布时间：2020-06-02 01:13

【摘要】：半导体照明(LED)技术因为具有发光效率高、使用寿命长、体积小、能耗低、响应速度快等优点而成为新一代的节能照明光源技术。荧光粉是LED实现荧光转换的核心材料。其中,红色荧光粉是高显色白光LED、室内植物生长照明LED不可或缺的关键材料。本论文针对植物照明LED及高显色白光LED对高效率红光组分的需求,采用简便的固相反应合成法,合成了Mn~(4+)离子、Eu~(3+)离子激活的复合钙钛矿结构红色荧光粉,并对其结构及发光性能进行了分析和研究,主要研究内容如下:(1)高量子产率CaLaMgM_(1-x)O_6:xMn~(4+)(M=Nb,Ta)红色荧光粉利用高温固态反应法制备。利用X射线粉末衍射仪(XRD)对该体系荧光粉的物相结构进行分析;采用紫外吸收光谱(UV-Abs),荧光光谱(PL/PLE)等测试手段对该体系荧光粉的吸收、激发和发射光谱、荧光热稳定性及量子产率等发光性能进行讨论与研究。采用电荷补偿法,实现CaLaMg M_(1-x)O_6:xMn~(4+)(M=Nb,Ta)荧光粉发光强度提升。并在近紫外光(365 nm)激发条件下与商用红色荧光粉的发光强度与荧光量子产率做了比较。最后,将优化所得的CaLaMgNbO_6:0.004Mn~(4+)荧光粉与365 nm紫外芯片封装成红光发射LED,并对其电致发光性能进行了研究。(2)Sr_4Nb_2O_9:Eu~(3+)红色荧光粉通过高温固态反应法制备。利用XRD对该体系荧光粉的物相结构进行分析;研究了不同的助熔剂对荧光粉合成的影响。采用电荷补偿法,实现Sr_4Nb_2O_9:Eu~(3+)红色荧光粉发光强度提升。采用UV-Abs、PLE/PL及其量子产率附件,分析技术对其吸收特征、光谱特性,荧光热稳定性及荧光量子产率等发光性能进行讨论与研究。最后,通过将本文所制备的红色荧光粉与YAG:Ce~(3+)及450 nm蓝色芯片封装成白光LED,研究了红色荧光粉的引入对白光LED显色指数的改善情况。
【图文】：

上海应用技术大学 硕士学次成功地研制出氮化物蓝光LED。在1996年，，日本日亚化学蓝光InGaN芯片上均匀涂覆黄色荧光粉(YAG:Ce3+)而产生白半导体照明时代。这种基于LED的照明方式被人们称之为固g，简写为SSL)。近些年来随着人类在各个方面科学技术的不能也在不断的提升[1-5]。半导体照明将成为最有效的节能和环在照明应用领域新的一页。

上海应用技术大学 硕士学位论文 第 3 页1.2.3 白光 LED 实现方案图1.2 三种实现白光的方案Fig1.2 Three methods of generating white light from LEDs图1.2为实现白光发射的三种方式示意图。第一种是结合三基色(红，绿，蓝)的芯片而实现白光发射。第二种实现方式也就是目前商业常用的LED白光发射的模式，黄色荧光粉涂覆在蓝光LED芯片上，YAG:Ce3+荧光粉被蓝光LED产生的蓝光激发而发射出黄光，并与蓝光芯片的蓝光复合成白光发射。第三种实现方式一般采用紫外芯片与可被紫外光激发的三基色荧光粉而结合的紫外白光发射的LED。这三种产生白光方式有着各自不同的优缺点。三基色多芯片组合：使用三色芯片产生白光是效率最高的方式，因为它避免了因使用荧光粉而产生的斯托克斯位移造成的能量损失。另外，可以通过调节各自的驱动电流而使每个芯片而得到任意颜色，颜色的可操作性比较大，所以该体系具有比较好的显色性。然而
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ422

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本文编号：2692366