论文部分内容阅读
随着科学技术的发展,如今固态照明已经发展到了以白色发光二极管为主导的第四个阶段。其中,紫外激发型白光LED发光性能很大程度取决于红、绿、蓝三基色荧光粉。而如今商用红色荧光粉Y2O2S:Eu3+虽然在近紫外区域有着较强的吸收峰,却有着吸收效率低的显著缺陷。因此,研发一种高效的近紫外激发的红色荧光粉尤为重要。另一方面,现有的商用白光LED(黄色荧光粉Y3Al5O12:Ce3++蓝色激发芯片InGaN)也存在着亟待解决的问题,例如由于缺少红光部分而引起的相关色温较高,显色指数低和稳定性差等缺陷。因此,当荧光粉缺乏有效的红光发射时,我们可以通过掺杂其他稀土来补充其红色部分,从而解决问题。本文详细研究了钙钛矿Ca1-xLa2x/3TiO3体系掺杂稀土离子Eu3+、Dy3+和Sm3+的发光特性,结果如下:(1)当钙钛矿Ca1-xLa2x/3TiO3掺入Eu3+时,发现其在近紫外区域396 nm处有较好的吸收,并在591和616 nm的红光区域有良好的发射。在掺杂相同Eu3+浓度为1 mol%条件下,Ca0.9La0.067TiO3:Eu3+的红光发射强度最强。因此,Ca0.9La0.067Ti03在这部分被选为主要研究对象,其Eu3+离子最佳掺杂浓度为 5 mol%。Ca0.9La0.067TiO3:5 mol%Eu3+的色坐标位于(0.636,0.364),与商用红色荧光粉和理想红色荧光粉色坐标位置十分接近。对合成荧光粉Ca0.9La0.067TiO3:5 mol%Eu3+的内量子效率(IQE)计算后为83.7%,相较于传统的商用红色荧光粉Y2O2S:Eu3+(35%)有了较大的提高。将合成的荧光粉Ca0.9La0.067TiO3:5 mol%Eu3+和商用蓝色荧光粉:BaMgAl10O7:Eu2+、绿色荧光粉:Sr2SiO4:Eu2+封装处理后,其电致发光光谱显示相关色温(CCT)和显色指数(Ra)分别为6295 K和94.4,优于目前商业使用的WLED,YAG:Ce3+(CCT=7760 K,Ra<65)。因此,Ca1-xLa2x/3TiO3体系有望作为WLED器件的红光组成部分。(2)当Ca1-xLa2x/3TiO3掺入Dy3+时,在388 nm的近紫外光激发下,分别在482和573 nm处观察到蓝白光发射。经相关色温计算后,属于冷白光范畴。而当Ca1-xLa2x/3TiO3掺入Sm3+时,在404 nm近紫外激发条件下,产生三个黄光和红光发射,分别位于565、601和648 nm处。因此钙钛矿Ca1-xLa2x/3TiO3体系掺杂Dy3+和Sm3+后分别可用于制作蓝光和黄红光LED。为合成能发出暖白光的荧光粉,对钙钛矿Ca1-xLa2x/3TiO3体系进行Dy3+,Sm3+离子的共掺。通过改变荧光粉Dy3+和Sm3+的掺杂浓度,可以实现冷-暖白光间的转换。通过温度猝灭表征后发现,Ca1-xLa2x/3TiO3:Dy3+,Sm3+具有良好的温度稳定性。对荧光粉封装处理后,测得CCT和Ra分别为6064 K和71,表现优于目前的商用白色LED。因此,Ca1-xLa2x/3TiO3:Dy3+,Sm3+可以作为近紫外激发的WLED的良好候选者。