紫外激发稀土掺杂荧光粉的制备和发光性能的研究

摘要

白光LED由于其环保、节能、寿命长等优点而被称为第四代照明光源，取代了之前的白炽灯，荧光灯，高压气体放电灯，而被广泛的应用于社会生活及生产等各个领域。一般来说，白光LED的形成方案主要有两种方式:一种是蓝光LED芯片加黄光荧光粉，另一种是紫外LED芯片加红绿蓝三基色荧光粉，本文研究目的就是研发能被紫外LED芯片有效激发的三基色荧光粉。
　　本文采用传统的高温固相法合成了三种稀土掺杂三基色荧光粉，并研究了这些样品的晶相结构、微观特性以及发光性能。
　　1、采用固相法合成了一系列掺杂Eu3+、Dy3+的BiPO4荧光粉:单掺Eu3+时，样品的晶相会随着Eu3+掺杂量的增加而由高温相结构转变为低温相结构，当掺杂浓度为0.07，荧光粉发光强度达到最大，继续增加则发生浓度猝灭;单掺Dy3+时，样品的晶相不会随着Dy3+掺杂量的增加而改变，当掺杂浓度为0.04，荧光粉发光强度达到最大，继续增加则发生浓度猝灭;共掺Eu3+和Dy3+时，样品的晶相结构也会随着Dy3+掺杂量的增加而改变，当Dy3+掺杂量达到0.04时也会发生浓度猝灭现象，同时发现Dy3+特征峰强度明显增强是由于晶相结构发生了变化。通过色坐标的分析得出可以通过调节Eu3+和Dy3+的掺杂浓度比来获得白光，因此共掺Eu3+和Dy3+的BiPO4有望在近紫外激发的白光LED领域中获得应用。
　　2、通过固相法合成了一系列掺杂Bi3+、Dy3+的YBO3荧光粉:对它们的晶相结构，发光性能以及在YBO3基质中Bi3+对Dy3+的能量传递进行了研究。我们发现Bi3+和Dy3+之间有能量传递是因为Bi3+的发射光谱与Dy3+的激发光谱有一定的交叠，通过对样品的荧光寿命的分析更加证明了Bi3+和Dy3+之间有能量传递的存在，同时观察到当Bi3+浓度为0.05时，YBO3∶ Dy3+，Bi3+达到最高发射强度。根据CIE色坐标图可以发现YBO3∶ Dy3+，Bi3+可以根据掺杂Bi3+的浓度调节蓝绿光的比率，因此此荧光粉可以作为蓝绿光荧光粉应用于白光LED。
　　3、通过固相法合成了一系列掺杂Dy3+离子的BaWO4荧光粉:通过对比掺杂Dy3+的BaWO4样品的激发发射光谱发现，WO42-基团的发射光谱与Dy3+离子的激发光谱有比较大的交叠，因此WO42-基团与Dy3+之间可能会存在能量传递，并通过对比BaWO4掺杂Dy3+在不同激发光激发下的发射谱，确定了WO42-基团与Dy3+之间确实存在着能量传递，且随着Dy3+浓度的增加，发射光谱强度逐渐增强，最佳Dy3+掺杂浓度为0.05。通过CIE坐标的分析发现，BaWO4∶ Dy3+在259nm激发光下有很好的黄绿光发射峰，有望应用于白光LED中的黄绿荧光粉。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 LED简介

1．2．1 LED发展历史

1．2．2 LED基本原理及特点

1．2．3 LED的应用

1．2．4 白光LED的实现方法

1．2．5 紫外／近紫外LED芯片荧光粉的研究现状

1．3 研究目标、研究内容和创新点

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．3．3 创新点

第二章 单一基质白光BiPO4∶Dy3+,Eu3+的制备及发光性能研究

2．1 引言

2．2 实验

2．3 结果与讨论

2．3．1 物相分析

2．3．2 发光特性分析

2．4 小结

第三章 Bi3+掺杂YBO3∶Dy3+荧光粉的制备及发光性能研究

3．1 引言

3．2 实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 物相分析

3．3．2 发光性能分析

3．4 小结

第四章 BaWO4∶Dy3+荧光粉的制备及发光性能研究

4．1 引言

4．2 实验

4．3 结果与讨论

4．3．1 物相分析

4．3．2 光致发光性能分析

4．4 小结

总结

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢