用于近紫外led激发的三基色荧光粉的制备、结构以及荧光性能研究

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1、论文题目：用于近紫外LED激发的三基色荧光粉的制备、结构以及荧光性能研究学科专业：应用化学学位申请人：凌红亚指导教师：黄金萍中文摘要白光LED被认为是第四代绿色照明光源，但是白光LED真正地进入照明领域并取代传统光源，仍需要解决荧光效率的问题。LED装置的一种非常重要的组合类型是由近紫外LED芯片与红、绿、蓝三色荧光粉组合得到白光。本文选用氟铝酸盐(Cal2A114032F2)和硅磷酸盐(Ca5(P04)2Si04)作为荧光粉基质，采用传统的高温固相法并掺杂常见稀土离子Ce3+离子，Tb3+离子和Eu3+离子，通过优化合成条件，制备了蓝色、绿色和红色三

2、种光色的荧光粉。三种荧光粉的激发光谱都在近紫外光区，在近紫外光激发下具有较高的荧光效率。利用X射线衍射对荧光粉进行结构精修，对结构和荧光性能的关系进行了研究，对其中的能量传递机理进行了分析。主要内容和结果如下：采用高温固相法合成了一系列Cal2AIl4032F2(CAF)：Ce3+，Tb3+荧光粉，基质Cal2A114032F2是立方晶系，空间群是143d，a=b=c=11．9687A，V=1714．5A3，Z=2。荧光粉激发光谱的范围是310～390nm的宽带激发，并通过改变Ce3+离子和Tb3+离子的掺杂量实现了光色从蓝色到绿色的转变。通过对晶体结

3、构的分析和荧光性能的讨论阐述了Ce3+离子向Tb3+离子的能量传递机理。另外在Cal2A114032F2：Ce抖，Tb3+绿色荧光粉的基础上继续添加H3803，荧光强度可进一步提高到65％，研究表明H3803的作用是助熔剂和掺杂剂的双重效果。比较Cal2AIl4032F2：Ce3十，Tb3+绿色荧光粉与商业绿色荧光粉(Ce，Tb)MgAIllOl9和(La，Ce，Tb)P04，荧光粉的光色和色坐标两方面都和商业绿粉非常接近，甚至发光强度可以超过商业粉(La，Ce，Tb)P04。并且与商业粉相比该材料的价格更低，物理化学性质更稳定，最重要的是激发光谱在近

4、紫外区可以满足近紫外激发的白光LED照明的需求。采用高温固相法合成了一种价廉且稳定的硅磷酸盐Ca5(P04)2Si04：Eu3+红色荧光粉，主要从XRD，荧光，色坐标等方面进行了讨论，并进一步探讨了Eu”离子的占位问题和卤化碱金属对荧光性能的影响。通过对XRD晶体结构精修得到相应的晶胞参数是：a=6．728A，b=15．4637A，c=lO．0996A，a=13--7=900，V=1049．79A3，Z=4。另外，在Cas(P04)2Si04：Eu”红色荧光粉的基础上，采用添加碱金属(LiCl、NaCl、KCl、LiF和LiBr)卤化物和Li2C03的

5、方法大幅地提高了荧光强度，其中添加LiCI的效果最好，并对碱金属的作用机理进行了阐述。所制得的两种红色荧光粉Cas(P04)2Si04：Eu3+和Ca5(P04)2Si04：Eu”，LiCl的激发光谱都在近紫外区主峰是395nm，发射光谱的主峰在615nm，这和国标中红色荧光粉的主发射峰很接近，Ca5(P04)2Si04：Eu3+，LiCI的荧光强度和商业红色荧光粉Y202S：Eu3+相当，它们相对应的色坐标与标准红光也相近。本文研究的是用于近紫外光激发的三基色荧光粉的制备，结构以及荧光性能，荧光粉的基质具有合成温度低易于稀土离子掺杂、价格低廉、性质稳

6、定和环境友好等优点。它们的激发光谱范围都在近紫外区，激发光谱分别是360nm和395nm，其中前者是310-390rim的宽带激发，能够满足市场上白光LED芯片的要求，具有重要的应用前景。对稀土荧光粉结构和荧光性能关系研究，以及稀土离子之间能量机理的研究提供理论依据。关键词：白光LED；高温固相法；氟铝酸钙；光色可调；硅磷酸钙Thesistopic：Thepreparation，structureandfluorescencepropertiesoftricolorphosphorsfornearultravioletW-LEDDiscipline：A

7、ppliedChemistryApplicant：HongyaLingSupervisor：JinpingHuangAbstractWhiteLEDisconsideredasthefourthgenerationofgreenlightingsource．However,theluminousefficiencyisstillacrucialproblembeforewhiteLEDreallyenterintothelightingfieldandreplacetraditionallightingsource．Presently,apromisi

8、ngmethodofcombiningblue，greenandred-emittingpho