高性能白光LED黃色熒光粉化學共沉淀合成與表征.pdf

1、熒光粉是LED實現(xiàn)白光照明的關鍵材料,因此熒光粉技術進步對白光LED的發(fā)展有著非常重要的作用。藍光激發(fā)的黃色熒光粉目前尚未完全滿足白光LED產品的要求,還需提高效率、降低粒度,制備出球形的熒光粉。化學共沉淀法是一種應用廣泛的濕化學合成方法,其原料各組分混合能在分子或原子級別上進行,有利于精確控制摻雜量,反應活性高,可顯著降低合成溫度。因此,共沉淀法是非常有希望替代高溫固相法而應用于熒光粉工業(yè)化生產的方法。實驗采用混合沉淀劑,以反滴方式進

2、行共沉淀反應,通過兩步煅燒法合成(Y3-x-yREx)Al5O12:Cey黃色熒光粉,研究熒光粉發(fā)射波長紅移的途徑,獲取其封裝白光LED的色溫、色坐標及顯色指數(shù)等性能指標。主要內容包括:①綜述白光LED原理與實現(xiàn)方式,簡要分析稀土熒光材料的發(fā)光和釔鋁石榴石型熒光粉的性質與合成方法。②研究用于半導體白光照明的稀土類黃色熒光粉Y3Al5O12:Ce化學共沉淀合成技術。優(yōu)化化學共沉淀法合成工藝條件,并研究各因素對熒光粉晶相形成和發(fā)光性能影響規(guī)

3、律,對比研究NH4HF2、NaF、BaF2和AlF3等助熔劑改善熒光粉發(fā)光和形貌的能力。結果表明,采用共沉淀法合成溫度比傳統(tǒng)高溫固相法降低300℃以上,熒光粉粒徑0.3～1μm,顆粒規(guī)則呈類球狀,468nm激發(fā)下熒光粉發(fā)射峰值波長為530nm,采用NaF助熔劑時發(fā)光性能最佳。③采用化學共沉淀法合成、表征稀土摻雜的釔鋁石榴石型熒光粉體系(Y3-xLux)Al5O12:Ce、(Y3-xYbx)Al5O12:Ce、(Y3-xTbx)Al5O1

4、2:Ce、(Y3-xGdx)Al5O12:Ce和(Y3-xLax)Al5O12:Ce,重點研究Tb、Gd摻雜體系晶體結構、光致發(fā)光性質和熒光粉發(fā)射波長紅移特征。研究表明Tb、Gd摻雜的Y3Al5O12:Ce熒光粉仍具有石榴石結構,發(fā)射波長發(fā)生較大紅移,這種熒光粉發(fā)射波長紅移現(xiàn)象可根據(jù)晶體場理論得到解釋。④選取性能優(yōu)良的熒光粉與藍光LED芯片封裝形成白光LED,其色溫Tc為5571K,光效率為45lm·W-1,顯色指數(shù)Ra為79.9,色坐