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全光谱白光二极管用Eu2+，Eu2+/Mn2+掺杂ba0.75al11o17.25荧光粉的制备与发光性能研究

全光谱白光二极管用Eu2+，Eu2+/Mn2+掺杂Ba0.75Al11O17.25荧光粉...

引用

作者：徐寿亮江西理工大学

学位级别：硕士

全光谱白光发光二极管(WLED)具有与太阳光类似的发射光谱,成为了未来半导体照明技术的主流方向。全光谱照明要求WLED显色指数大于90、无高能蓝光危害以及光谱连续无明显缺失部分。目前被广泛使用的WLED采用蓝光(460nm)LED芯片搭配YAG黄... 详细信息

全光谱白光发光二极管(WLED)具有与太阳光类似的发射光谱,成为了未来半导体照明技术的主流方向。全光谱照明要求WLED显色指数大于90、无高能蓝光危害以及光谱连续无明显缺失部分。目前被广泛使用的WLED采用蓝光(460nm)LED芯片搭配YAG黄色荧光粉和氮化物红色荧光粉制得,该种WLED难以满足全光谱照明的需求。为了改善WLED的光品质,使用(近)紫外(365 nm或者390 nm)LED芯片搭配红绿蓝三色荧光粉的方案受到广泛关注。现阶段,限制(近)紫外光激发WLED发展的两大因素为:能被(近)紫外光高效激发的蓝色荧光粉种类较少,红绿蓝三色荧光粉之间会进行重吸收。因此,需要开发新型蓝色荧光粉以及单基质颜色可调荧光粉以满足全光谱WLED的需要。本论文通过高温固相法合成了baalo:Eu蓝色荧光粉和baalo:Eu/Mn颜色可调荧光粉,并对其进行了系统性的研究。本论文主要工作如下:(1)通过高温固相法合成了一系列Eu掺杂的baalo(bao)蓝色荧光粉,加入Li Cl作为助熔剂降低了合成温度。采用XRD测试以及结构精修分析bao基质晶体结构。通过SEM观察其微观形貌为细小片状层叠,尺寸范围较大。调整Eu掺杂浓度获得最佳发射,并且详细研究了该种蓝色荧光粉的浓度猝灭机理。Li Cl可以使得激发峰从330 nm红移至370 nm。该种蓝色荧光粉在150℃下发射强度基本不变,具有优异的光致发光热稳定性。将bao:Eu蓝色荧光粉混合β-Sialon(绿色)、YAG:Ce(黄色)以及Ca al Si N:Eu(红色)荧光粉涂覆于365nm LED芯片上获得了显色指数为93.4,色温为4786 K,流明效率为43.33 lm/W的全光谱WLED,证实了该种蓝色荧光粉在全光谱照明领域的应用潜力。(2)通过高温固相法合成了一系列Eu/Mn共掺杂的bao颜色可调荧光粉。XRD测试结果表明合成的样品均为纯相。研究其光谱特性,改变Mn离子掺杂浓度可以实现从蓝光到绿光的颜色调控,Mn离子的激发光谱与Eu离子的发射光谱能很好地重叠,两种离子之间存在能量传递并研究了能量传递机理。热稳定性测试结果表明bao:Eu/Mn具有优异的光致发光热稳定性,并且温度上升会提高Eu/Mn之间的能量传递效率。最后使用该种荧光粉混合YAG:Ce(黄色)以及Ca al Si N:Eu(红色)荧光粉涂覆于365 nm LED芯片上获得了显色指数为90.9,色温为2782 K,流明效率为45.4 lm/W的全光谱WLED,证实了该种颜色可调荧光粉在全光谱照明领域的应用潜力。

关键词： ba0.75al11o17.25 蓝光发射颜色可调全光谱

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