过渡金属与稀土元素掺杂Li 2 MgZrO 4 白光LED荧光粉研究

发布时间：2021-11-07 08:46

　　白色发光二极管（简称w-LED）固体光源作为第四代固体照明光源,因其光效高、能耗低、寿命长和环境友好型等优点已经受到越来越多的关注。目前白光LED的实现方式有三基色芯片组合法和芯片与荧光粉组合法（荧光转换法,简称pc-LED）。目前,商用最广泛的pc-LED是蓝光芯片与黄色荧光粉(YAG:Ce³⁺)的组合。而另一类pc-LED的实现方式则采用近紫外芯片与三基色荧光粉组合,近年来也得到广泛研究。显然,无论哪种类型的pc-LED,荧光粉材料都是其重要组成部分,对LED发光性能起到关键作用。本论文针对pc-LED荧光粉存在的一些问题与不足,开展了新型荧光粉的探索和研究。选取Li₂MgZrO₄为基质,制备了几种过渡金属或稀土离子掺杂的发光材料进行研究,测试了它们在近紫外和蓝光激发的发光性能,并详细地讨论了其发光机理。本文的研究内容主要分为以下两个部分:（1）采用高温固相法成功合成了一系列无稀土掺杂的Li₂MgZrO₄:Mn⁴⁺和Li₂MgZr... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

发光二极管的结构组成

PN结的结构组成

4不平衡。因此，只有解决了这几个技术问题，这种类型的LED才可以在市场中发挥作用。图1.3白光LED实现方式另一种方式是通过蓝光或紫外LED芯片与荧光材料组合来实现的，荧光材料可以由LED芯片激发通过下转换的方式发射黄色或红色/绿色/蓝色（RGB）的光，通过各种光的组合实现照明，这种方式被称为芯片加荧光粉组合法（荧光转换法，简称pc-LED）。这种方式具有诸如简单、光色稳定性、成本低廉和只需要一个电源等优点。第一个市售的白光LED由NichiaCorporation制备，将蓝色InGaN二极管芯片与Ce3+掺杂的钇铝石榴石结构的黄色荧光粉Y3Al5O12:Ce3+(YAG：Ce3+)组合，其中从LED芯片发出的一部分蓝光用于激发黄色荧光粉以获得黄光，随后黄光与剩余的蓝光组合以产生白光，如图1.3(b)所示。目前，市场上主要的白光LED产品仍然是通过将蓝光LED与黄色发光材料如YAG或Eu2+掺杂的正硅酸盐(Sr,Ba,Mg)2SiO4荧光材料组合而制造的。在这类材料中，往往还需要添加红色荧光粉以改善其显色性。除了使用蓝光LED黄色荧光粉的方法之外，将紫外（UV）或近紫外（n-UV）LED芯片与红色/绿色/蓝色（RGB）方法组合也可用于一般照明，如图1.3(c)所示。紫外激发荧光体的白光LED具有色彩稳定性高，显色指数高，不受色度变化的影响等优点。因此，当前通过蓝光LED芯片+黄色荧光材料和n-UV或UVLED芯片+RGB荧光材料来实现的pc转换型w-LED是主流的w-LED照明方式[13]。1.3.2白光LED荧光粉性能要求目前实现白光LED主要有两种实现方式，且国内外研究的主流方向都是近紫外光或是蓝光LED芯片与荧光粉组合实现的，荧光材料是光转换中的研究热点，研制出理想匹配蓝光或近紫外光激发的和具有高量子效率荧光粉是提高白光

【参考文献】：
期刊论文
[1]白光LED用单一基质白光荧光粉的研究进展[J]. 谢晔,印琰,张瑞西,王海波.  化工新型材料. 2012(02)

博士论文
[1]Dy3+离子激活的几种典型正交晶系不同结构稀土氧化物的UV-VUV光致发光性能研究[D]. 苟婧.兰州大学 2010

硕士论文
[1]白光LED用新型稀土离子掺杂发光材料的合成及光谱性质研究[D]. 代亚洲.郑州轻工业大学 2019
[2]过渡金属离子Mn4+和稀土离子Dy3+在Li6（La2Ca）Nb2O12基质中的发光性质研究[D]. 李红娜.延边大学 2019
[3]白光LED用Zn2+/Mn4+:YAG以及CsPbX3（X=Br，I）玻璃的制备及光电性质研究[D]. 蒋举涛.温州大学 2019
[4]新型锰离子掺杂红色发光材料的探索、合成与发光特性研究[D]. 李鹏飞.华南理工大学 2017
[5]基于蓝光LED匹配的红色荧光粉制备及其发光机制[D]. 董凯.湘潭大学 2012



本文编号：3481544