论文部分内容阅读
白光LED具有体积小、节能环保、使用寿命长等优点,被视为新一代照明光源。实现白光LED的途径有多种,其中荧光粉转换法因制备工艺成熟、电路设计和控制简单、成本低而发展迅速。目前典型的由蓝光LED和YAG:Ce黄粉组合的白光LED存在显色指数低、色温高的问题,其主要原因是缺少红色成份。另外,被人们寄以厚望的的UV-LED激发三基色荧光粉的白光LED中,也需要高效的红色荧光粉。因此,寻找能够被蓝光和紫外光LED芯片有效激发的红色荧光粉是白光LED照明的重要研究课题。本文首先采用传统的高温固相法合成Ca2La8Si6O26:Eu系列红色荧光粉,在分别研究烧结温度,烧结时间,预烧条件,助熔剂含量,激活剂含量对样品晶体结构、形貌和发光性能影响的基础上,通过正交试验确定荧光粉的最佳合成条件,并通过改变基质阳离子和掺入敏化剂的方法对最佳样品进行改性；论文还采用溶胶-凝胶法合成了Ca2La8Si6O26:Eu红色荧光粉,研究了烧结温度、激活剂浓度对发光性能的影响,最后对比分析了固相法和溶胶-凝胶法所合成样品的晶体结构、形貌、发光性能和光色特性。实验结果表明：Ca2La8Si6O26:Eu红色荧光粉最佳合成条件为1000℃预烧2h,烧结温度为1450℃,烧结时间为4h,助熔剂Li2CO3含量为4.5%,Eu含量为0.3。所合成Ca2(La0.7Eu0.3)8Si6O26样品的激发峰以394nm和464nm为最强,与目前广泛使用的蓝光和紫外光LED芯片相符合,发射峰值位于614nm,说明合成的Ca2(La0.7Eu0.3)8Si6O26荧光粉既可作为蓝+黄模式的白光LED的红色补光粉,也可作为UV-LED激发三基色荧光粉的白光LED中红粉材料。M2(La0.7Eu0.3)8Si6O26(M=Ca, Sr, Ba)系列红色荧光粉发射强度、相对亮度及R/O值随着M2+半径的增大而不断减小,说明半径小的同电荷阳离子有利于Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁。掺入的Bi3+对Eu3+的发光能起到敏化作用,当Bi3+的掺入量为0.05mol时,样品发光亮度最大,发射强度提高了17.0%,同时Ca2La8Si6026晶格的非对称性有所增强,有利于所合成荧光粉的红区发射。采用溶胶-凝胶法在750℃下就能合成完整Ca2La8Si6O26晶体结构的样品,在850℃下烧结5h的样品发光性能最好。与固相法相比,溶胶-凝胶法的合成温度低,但合成样品的激发、发射强度以及相对亮度也较低；由于原料混合时可以达到分子或原子等级上的均匀,溶胶-凝胶法合成工艺中Eu3+猝灭浓度可达0.5；通过发射光谱得到固相法和溶胶-凝胶法合成样品的色坐标分别为(0.647,0.353)、(0.651,0.349),饱和度很高,说明两种方法合成的样品色纯度都很高,光色为橙红色,并且后者合成的样品对UV-LED的发射光有着更有效的吸收,也更有利于红区发射。