用于白光LED的含Si-N共價鍵熒光體的制備與光譜性質.pdf

1、隨著能源危機的提前到來，低碳經(jīng)濟成為當今發(fā)展的主流，而作為綠色光源的白光LED成為人們廣泛關注的熱點。隨著大功率白光LED對熒光粉提出的新要求，含有Si-N共價鍵的熒光體以其優(yōu)良的性能，如良好的熱穩(wěn)定性等，日益成為白光LED用新型高效的熒光材料。本文將圍繞這類白光LED用含Si-N共價鍵的熒光體展開研究，重點研究了離子共摻雜對含Si-N共價鍵熒光體的熒光增強作用，引入Si-N共價鍵后熒光粉光色特性的改變，含Si-N共價鍵熒光體的探索性制

2、備以及一些熒光粉的熱穩(wěn)定性評價，獲得的主要成果如下：
　　 ⑴成功制備了白光LED用含Si-N共價鍵的SrSi2O2N2：Eu2+綠色熒光粉，制備的這類熒光粉樣品可以被300～460 nm的紫外光(UV)至可見光有效地激發(fā)，發(fā)射峰是538nm左右的單一寬譜綠光發(fā)射，隨著Eu2+摻雜濃度的增大，發(fā)射峰值逐漸增大，發(fā)射峰位逐漸紅移。對此熒光粉共摻雜Mn2+后成功實現(xiàn)樣品的熒光發(fā)射增強，發(fā)射峰值的強度提高到原來的364％。其增強機理是

3、：Eu2+、Mn2+的發(fā)射在530 nm附近產(chǎn)生了重疊。對此熒光粉共摻雜Pr3+后同樣成功實現(xiàn)了樣品的熒光發(fā)射增強，發(fā)射峰值的強度提高到原來的268％。其增強機理是：Pr3+進入SrSi2O2N2基質晶格中引入的兩種缺陷(取代位缺陷和空位缺陷)導致了基質晶體對稱性和晶體場的改變，從而引起Eu2+躍遷概率的增強。另外對這種熒光粉固溶Ba2+后成功實現(xiàn)樣品發(fā)射峰位的紅移。
　　 ⑵將Si-N共價鍵引入SrAl2Si2O8的晶格時，成

4、功調節(jié)了這種熒光粉的光譜性質和色度學特性。隨著Si-N共價鍵含量的增加，出現(xiàn)了Eu2+藍光發(fā)射帶紅移和展寬以及Mn2+黃光發(fā)射帶的增強現(xiàn)象，成功實現(xiàn)了SrAl2Si2O8：Eu2+，Mn2+熒光粉白光發(fā)射的優(yōu)化，得到的白光色坐標為：0.287，0.227，顯色指數(shù)為78.3，色溫8739 K。其作用基理是：Si-N鍵引入后，Eu2+5d激發(fā)態(tài)重心的下降導致了藍光發(fā)射帶的紅移；晶體場劈裂能的變強導致了Eu2+躍遷發(fā)射的展寬；Eu2+和Mn

5、2+之間能量傳遞效率的提高導致了Mn2+黃光發(fā)射帶相對發(fā)射強度的增強。
　　 ⑶對白光LED用含Si-N共價鍵的紅色熒光粉Ca2Si5N8：Eu2+的制備進行探索性的研究，從而制備出含有Ca2Si5N8主相，Si3N4次相的熒光粉樣品。365 nm激發(fā)下，樣品發(fā)出450 nm和600 nm兩種發(fā)射，分別由Eu2+在Si3N4和Ca2Si5N8中的躍遷發(fā)射引起。樣品的發(fā)射和激發(fā)光譜強度隨著Eu2+摻雜濃度x的增大而增大，當x=0.