白光LED用SrO-Gd2O3-TiO2-SiO2:Eu3+,Bi3+三基色红色荧光粉制备及性能研究

摘要

随着发光二极管(LED)技术的突破，白光 LED因具有高效、节能、环保、长寿命、易维护、可靠性高等优点而备受关注。目前白光LED主要采用蓝光LED芯片+黄色荧光粉而实现，但缺乏红光而导致显色性不好；紫外光激发三基色荧光粉组合产生白光则成为研究热点。但现阶段红色荧光粉还存在发光效率不高、衰减大、成本高等缺点，严重制约了白光LED照明的进一步发展。针对存在的上述问题，本课题试图寻找一种性质稳定发光效能优良的新型红色荧光粉。
　　本课题制备了SrO-Gd2O3-TiO2-SiO2:Eu3+,Bi3+红色荧光粉，考察了烧结温度、烧结时间、稀硝酸用量、Eu3+用量、Gd3+用量等单因素对该体系荧光粉发光性能的影响情况及水平范围，然后进行了正交优化实验。主要内容如下：
　　①研究了有机溶剂、稳定剂、酸度等条件对溶胶凝胶制备的影响，结果表明将乙醇做溶剂、稀醋酸做稳定剂有利于溶胶和凝胶的制备。总结出一套制备前驱溶液及凝胶的工艺流程。
　　②研究了烧结温度、烧结时间、稀硝酸用量、Eu3+用量、Gd3+用量等因素对荧光粉发光强度的影响。用分子荧光光谱法测量荧光粉的激发发光光谱表明其光谱数据满足白光LED对三基色红色荧光粉的要求；用X射线衍射法测量荧光粉的结构表明主要是Sr3Ti2O7，Sr2TiO4，Si2SiO4等晶型化合物。用SEM扫描荧光粉表明粉末有一定程度的团聚，且颗粒不均匀。
　　③用微波法合成法对该荧光粉进行了合成，并考察了微波吸收剂用量、加热时间等对发光强度的影响。用分子荧光光谱法测量微波法合成荧光粉的激发发光光谱表明其光谱数据与马弗炉加热所得相一致，但强度有所下降；用X射线衍射法测量荧光粉的结构表明主要是Sr(NO3)2晶型化合物。用SEM扫描荧光粉表明粉末团聚现象严重，且颗粒不均匀。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 引言

1.2 白光LED的发展现状

1.3 光致发光荧光粉理论介绍

1.4 白光LED三基色红色荧光粉的体系和合成方法

1.5 白光LED三基色红色荧光粉存在的问题

1.6 本课题研究的目的和研究内容

2 实验

2.1 实验器材

2.2 红色荧光粉的制备

3 结果与讨论

3.1 溶胶凝胶法制备SrO-TiO2-SiO2:Eu3+,Bi3+

3.2 溶胶凝胶法制备SrO-Gd2O3-TiO2-SiO2:Eu3+,Bi3+

3.3 微波法制备SrO-Gd2O3-TiO2-SiO2:Eu3+,Bi3+

3.4 SrO-Gd2O3-TiO2-SiO2:Eu3+,Bi3+荧光粉发光机理浅析

4 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

致谢

参考文献

附录