LED用钒酸盐荧光粉的制备及其发光性能研究

论文摘要

随着发光二极管（LED）和等离子体（PDP）发光显示技术的发展,对荧光粉的粒度大小、稳定性、发光效率以及发光亮度等提出了更高的要求。在众多发光材料中,以稀土钒酸盐为基质的发光材料具有良好的化学稳定性和热稳定性。本论文采用改进的高温固相法合成荧光粉Ca3（VO4）2: Eu3+,Sm3+、Ca3Y0.8Gd0.2（VO4）2.4（PO4）0.6: Eu3+和Ca3（VO4）2-x（PO4）x: Eu3+,用燃烧法合成了荧光粉Na0.86CaEu0.14VO4和荧光粉X3（VO4）2（X = Sr, Ba）。采用X-射线衍射（XRD）、能量分散X射线光谱仪（EDS）、透射电子显微镜（TEM）、发光光谱仪（LS）等方法对所制备的荧光粉结构和形貌进行研究并系统地研究了其发光性质,以寻求具有高性能、低成本的新型发光材料。结果表明,荧光粉Ca3（VO4）2: Eu3+,Sm3+,Ca3Y0.8Gd0.2（VO4）2.4（PO4）0.6: Eu3+ , Na0.86CaEu0.14VO4和Ca3（VO4）1.6（PO4）0.4: Eu3+都能被近紫外和可见光有效激发,激发光谱由350-550 nm宽激发带组成,较强的激发峰位于397 nm、467 nm和537 nm,发射主峰在616 nm的红光。两最强的激发峰397 nm、467 nm分别和UV-LED、GaN-LED匹配。荧光粉X3（VO4）2（X = Sr, Ba）在紫外340 nm激发下可得到一个400600 nm宽发射峰,这种材料作为蓝绿色荧光粉有潜在的价值。通过改进的高温固相法合成Eu–Sm共掺杂的荧光粉Ca3（VO4）2: Eu3+,Sm3+。对样品进行分析得出:当Eu3+为5 mol%、Sm3+为2 mol%时,荧光粉Ca3（VO4）2: Eu3+, Sm3+的荧光强度达到最大;单独掺入Eu或Sm和Eu–Sm共掺杂的系统相比,在蓝光激发下（467 nm）,共掺杂系统的发射峰强度更强;Sm离子可以有效地扩宽和加强了激发峰。荧光粉Ca3Y0.8Gd0.2（VO4）2.4（PO4）0.6: Eu3+样品所有衍射峰和JCPDS卡片NO. 17-0341吻合较好,具有YVO4结构。TEM图片显示样品颗粒均匀,尺寸在29-50 nm之间,为纳米级别,这和经XRD计算的结果吻合。Na1-xCaEuxVO4荧光粉中,397 nm激发下的发射光谱比467 nm激发的发射光谱强,平均粒径为50 nm,达到了纳米级别。掺杂离子Eu对荧光强度有一定的影响,荧光强度随着Eu离子的增加而增加,当x = 0.14时达到最大,后随着Eu离子的增加而减少,这可能是由于浓度淬灭。当x = 0.4,Eu3+浓度为6%时,荧光粉Ca3（VO4）2-x（PO4）x: Eu3+的发射峰强度达到最大。当Eu3+浓度大于6%时,荧光粉发生浓度淬灭。燃烧法合成自激发荧光粉X3（VO4）2 （X = Sr, Ba）颗粒均匀,粒径小,达到纳米级别。且荧光粉在400600 nm范围内有很强的发射,具有一定潜在的应用价值,是一种性能良好的蓝绿色荧光粉材料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 LEDs 的结构、应用领域和厂商
• 1.2.1 LEDs 的结构
• 1.2.2 LEDs 的应用领域
• 1.2.3 LEDs 制造商
• 1.3 发光材料的基本理论
• 1.4 荧光粉在LED 中的用途
• 1.5 发光材料的研究状况
• 1.6 稀土激活荧光粉的发光原理
• 1.7 本论文的研究目的、意义和内容
• 参考文献
• 3（VO₄）₂: Eu³⁺, Sm³⁺的制备和发光性能研究'>第2章 LED 用荧光粉Ca₃（VO₄）₂: Eu³⁺, Sm³⁺的制备和发光性能研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 合成
• 2.2.3 表征
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 物相和形貌分析
• 2.3.2 发光特征
• 2.4 结论
• 参考文献
• 3Y_0.8Gd_0.2（VO₄）₂.4（PO₄）_0.6: Eu³⁺的发光性能研究'>第3章 LED 用荧光粉Ca₃Y_0.8Gd_0.2（VO₄）₂.4（PO₄）_0.6: Eu³⁺的发光性能研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 合成
• 3.2.3 表征
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 XRD 图谱
• 3.3.2 TEM
• 3.3.3 发光特征
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第4章 一种新的橙色荧光粉的发光性能研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂
• 4.2.2 合成
• 4.2.3 表征
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 XRD 图谱
• 4.3.2 TEM
• 4.3.3 发光特征
• 4.4 结论
• 参考文献
• 3（VO₄）_2-x（PO₄）_x: Eu³⁺的发光性能研究'>第5章 橙红色荧光粉Ca₃（VO₄）_2-x（PO₄）_x: Eu³⁺的发光性能研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂
• 5.2.2 合成
• 5.2.3 表征
• 5.3 实验结果与讨论
• 5.3.1 XRD 图谱
• 5.3.2 TEM
• 5.3.3 发光特征
• 5.4 结论
• 参考文献
• 4）₂（X=Sr,Ba）'>第6章 燃烧法合成自激发荧光粉X3（VO₄）₂（X=Sr,Ba）
• 6.1 前言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 试剂
• 6.2.2 合成
• 6.2.3 表征
• 6.3 实验结果与讨论
• 6.3.1 物相分析
• 6.3.2 形貌分析
• 6.3.3 发光特征
• 6.4 结论
• 参考文献
• 全文总结
• 致谢
• 附录 硕士期间已发表和待发表的论文目录