【摘 要】
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与传统人工光源相比,白光LEDs具有便利、节能、高效、使用年限长和环保等特点,被认为是第四代人工光源。目前,商业白光LEDs的主要制作方法是将Y3Al5O12:Ce3+黄色荧光粉与有机树脂混合,再将其封装在In Ga N蓝光芯片上。由于缺少红光成分,所制得的白光LEDs发射冷白光,具有显色指数低（CRI,Ra＜80）和相对色温高（CCT＞5000 K）的缺点,不适合应用在家庭照明或在背景显示屏中。
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与传统人工光源相比,白光LEDs具有便利、节能、高效、使用年限长和环保等特点,被认为是第四代人工光源。目前,商业白光LEDs的主要制作方法是将Y3Al5O12:Ce3+黄色荧光粉与有机树脂混合,再将其封装在In Ga N蓝光芯片上。由于缺少红光成分,所制得的白光LEDs发射冷白光,具有显色指数低（CRI,Ra＜80）和相对色温高（CCT＞5000 K）的缺点,不适合应用在家庭照明或在背景显示屏中。常用的解决方法是在白光LEDs中掺杂Mn4+激活的红色荧光粉,从而实现暖白光发射。然而,这类荧光粉较差的抗湿性以及荧光颜色单一的问题限制了它的应用范围。通过表面包覆提高Mn4+激活的红色荧光粉的抗湿性,通过掺杂稀土离子解决荧光颜色单一的问题。本论文致力于合成一种适用于白光LEDs的过渡金属Mn4+与稀土离子掺杂的复合氟化物荧光粉,具体研究如下:1.采用共沉淀法合成了一系列Mn4+掺杂的K2Nb1-xTaxF7:Mn4+红色荧光粉,详细研究了不同合成条件对所得样品晶体结构、形貌和发光性能的影响。K2Nb1-xTaxF7:Mn4+红色荧光粉在近紫外光和蓝光区域具有两个宽而强的吸收带,在蓝光的激发下均呈现出强烈的红光发射。根据激发和发射峰的位置分析了Mn4+在K2Nb0.7Ta0.3F7中的晶体场强度和电子云重排效应。所合成的K2Nb0.7Ta0.3F7:Mn4+样品具有良好的热稳定性和水稳定性。使用K2Nb0.7Ta0.3F7:Mn4+荧光粉作为红光成分与YAG:Ce3+黄色荧光粉和In Ga N蓝光芯片进行封装,得到了低色温（2874 K）、高显色指数（Ra=94.1）的暖白光LEDs。2.通过使用PEG对K2Nb0.7Ta0.3F7:Mn4+粉末进行表面修饰得到具有抗湿性的K2Nb0.7Ta0.3F7:Mn4+@PEG红色荧光粉。荧光光谱表明:在454 nm蓝光的激发下,最强的发射峰位于632 nm处。使用K2Nb0.7Ta0.3F7:Mn4+@PEG荧光粉作为红光成分与YAG:Ce3+黄色荧光粉和In Ga N蓝光芯片进行封装,得到了具有低色温（3032 K）、高显色指数（Ra=91.2）的暖白光LEDs。3.采用共沉淀法合成了K2Nb0.7Ta0.3F7:Mn4+@PEG-Na YF4:Dy3+复合荧光粉。详细地讨论了复合荧光粉的发光性能以及能量传递过程。在紫外光激发下,复合荧光粉实现了红光、黄光和蓝光的同时发射,并且讨论了复合荧光粉中存在的Dy3+到Mn4+的能量转移过程。使用K2Nb0.7Ta0.3F7:Mn4+@PEG-Na YF4:Dy3+复合荧光粉和紫光In Ga N芯片进行封装,得到了相关色温为2746 K和显色指数为67.4的暖白光LEDs。4.采用乙酸溶剂热法合成了复合荧光粉K2Nb0.7Ta0.3F7:Mn4+@Na YF4:Dy3+。发现包覆Na YF4:Dy3+后,提高了红色荧光粉K2Nb0.7Ta0.3F7:Mn4+的抗湿性和热稳定性,并且在365 nm激发下实现了多色发光。使用复合荧光粉K2Nb0.7Ta0.3F7:Mn4+@Na YF4:Dy3+和紫光芯片进行封装,得到了相关色温为6435 K和显色指数为75.4的白光LEDs器件。
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