【摘 要】
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白光LED具有发光效率高、节能环保等优点,成为了新一代光源,在照明、显示、LCD背光源等领域有着广泛的应用。目前商业白光LED是用蓝光LED芯片激发黄色荧光粉YAG:Ce3+实现白光,但由于缺少红光成分,导致显色指数较低和色温偏高,极大地阻碍了白光LED在高端照明与显示领域的应用。此外,有人提出用近紫外LED芯片激发红色、绿色和蓝色荧光粉,但由于荧光粉之间的重吸收作用导致效率偏低,发射出的白光极不
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白光LED具有发光效率高、节能环保等优点,成为了新一代光源,在照明、显示、LCD背光源等领域有着广泛的应用。目前商业白光LED是用蓝光LED芯片激发黄色荧光粉YAG:Ce3+实现白光,但由于缺少红光成分,导致显色指数较低和色温偏高,极大地阻碍了白光LED在高端照明与显示领域的应用。此外,有人提出用近紫外LED芯片激发红色、绿色和蓝色荧光粉,但由于荧光粉之间的重吸收作用导致效率偏低,发射出的白光极不稳定。针对以上白光LED实现方式出现的这些问题,本文研究了一种可有效吸收紫外光并高效发射白光的单一基质发光材料。基于Na5Y（Mo O4）4典型的白钨矿结构和优异的物理化学性质,本论文以稀土Dy3+为主发光中心离子,Na5Y（Mo O4）4为基质,采用燃烧法合成了发光性能优良的Na5Y（Mo O4）4:Dy3+荧光粉。通过共掺杂La3+、Gd3+和Tm3+以及WO42-和SO42-部分取代提升其发光性能进行了改善,具体内容如下。使用燃烧法成功制备了Na5Y（Mo O4）4:Dy3+白光荧光粉,并考察了合成工艺对Na5Y（Mo O4）4:Dy3+荧光粉结构和性能的影响。XRD结果说明所有样品的衍射峰均与标准结构匹配,在紫外光激发下,荧光粉发射出由485 nm的蓝光(~4F9/2→~6H15/2)和577 nm的黄光(~4F9/2→~6H13/2)组合而成的白光,在650℃合成温度和0.04Dy3+掺杂浓度下Na5Y（Mo O4）4:Dy3+荧光粉具有相对最佳的发光性能,随后出现浓度淬灭现象,导致发光强度降低。在此基础上,考察了不同浓度的La3+和Gd3+取代对Na5Y（Mo O4）4:Dy3+荧光粉结构和性能的影响,少量的阳离子取代不会对原物相结构造成影响,引入La3+和Gd3+会在一定程度上增强Na5Y（Mo O4）4:Dy3+荧光粉发光强度,当La3+与Gd3+的取代量为0.06和0.08时,Na5Y（Mo O4）4:Dy3+荧光粉发光强度分别提高了3.26倍和2.18倍。此外,加入La3+后可以得到一种高亮度和低色温的黄白光荧光粉。同样,考察了不同浓度的WO42-和SO42-取代Mo O42-对Na5Y（Mo O4）4:Dy3+荧光粉结构和性能的影响,XRD表明少量的阴离子取代不会改变原物相结构,而荧光光谱表明WO42-和SO42-取代Mo O42-对Na5Y（Mo O4）4:Dy3+荧光粉发光强度均有增强效果,当WO42-与SO42-的取代量为0.12和0.16时,Na5Y（Mo O4）4:Dy3+荧光粉发光强度分别提高了1.83倍和2.24倍。此外,加入SO42-后可以得到一种亮度更高和色温更低的黄白光荧光粉。通过共掺不同浓度（0.01-0.05）的Tm3+补充了原本Na5Y（Mo O4）4:Dy3+荧光粉所发黄白光中较低的蓝光比例,改善了Na5Y（Mo O4）4:Dy3+荧光粉的发光性能,荧光光谱结果表明成功合成了一种光效高、色温适中的Na5Y（Mo O4）4:Dy3+,Tm3+白光荧光粉。当Tm3+浓度为0.02时,Na5Y0.94（Mo O4）4:0.04Dy3+,0.02Tm3+荧光粉发射出白光,色温为4396 K,综合发光性能较好,很适合用做白光LED发光材料。
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