论文摘要
随着白光LED制备技术的不断发展以及应用领域的不断扩展,白光LED用荧光粉的性能和制备越来越受到人们的重视。利用荧光粉转换实现白光LED是现今研究的主流,尤其是可被蓝光和紫外光激发的红光荧光粉的性能直接影响着白光LED的显色性。本文主要研究适用于近紫外LED激发的SrWO4:Eu3+、SrWO4:Sm3+和SrWO4:Eu3+,Sm3+系列发光粉体,研究了材料的晶体结构、发光性能和能量传递过程。主要研究内容如下:1.采用化学共沉淀法,以试剂硝酸锶、钨酸钠、氧化铕、浓硝酸、无水乙醇(Sr （NO3）2、NaWO4·2H2O、Eu2O3、HNO3、[C4H10O3]n)为原料制备了Eu3+掺杂的SrWO4:Eu3+红光荧光粉体。所制备的粉体通过X射线衍射分析（XRD）来验证此钨酸盐为体心四方结构,通过场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）表征粉体颗粒形态接近球形样的形状。并且SrWO4: Eu3+荧光粉体具有Eu3+特征的强室温红光荧光发射,强发射峰位于613nm,对应Eu3+离子的5D0→7F2跃迁。对样品强发射峰进行监测,可观测到基质到Eu3+离子的能量传递,其激发光谱包括一个宽带峰和一系列尖峰,峰值位于281nm、395nm、465nm,说明SrWO4:Eu3+荧光粉可以被紫外和蓝光有效激发。通过调节Eu3+掺杂浓度来调控近紫外395 nm和蓝光465nm吸收强度,进而调控基质的晶格常数、Eu3+离子在晶体中对称性及发光性能。且所发射的红光具有高强度、高亮度和色度纯的特点。将所制备的荧光粉与商用Y2O2S:Eu红光荧光粉进行比较,得到了发光强度更高的红光荧光粉。2.采用化学共沉淀法,以试剂硝酸锶、钨酸钠、氧化钐浓硝酸、无水乙醇(Sr （NO3）2、NaWO4·2H2O、Sm2O3、HNO3、[C4H10O3]n)为原料制备了Sm3+掺杂的SrWO4:Sm3+红光荧光粉体。该样品通过XRD验证为体心四方结构,通过FE-SEM表征粉体颗粒形态接近球形样的形状。并且SrWO4: Sm3+荧光粉体具有Eu3+特征的强室温红光荧光发射,在642nm激发下,发射光谱的强发射峰位于597 nm(Sm3+的4G5/2→6H7/2),监测Sm3+的642nm发射时,可观测到基质到Sm3+的能量传递。这种荧光粉体可以被紫外404nm和蓝光480nm有效激发。Sm3+掺杂浓度对基质的晶体取向、晶格常数、发光性能有较大影响。通过调节Sm3+掺杂浓度来调控近紫外和蓝光吸收强度,进而调控用404nm近紫外光和480nm的蓝光激发样品所得红光发光强度。将所制备白光LED用SrWO4: Sm3+红光荧光粉的显色指数与商用Y2O2S:Eu红光荧光粉进行比较,明显优于商用Y2O2S:Eu红光荧光粉。3.采用化学共沉淀法,以试剂硝酸锶、钨酸钠、氧化铕、氧化钐、浓硝酸、无水乙醇（Sr （NO3）2、NaWO4·2H2O、Eu 2O3、Sm2O3、HNO3、[C4H10O3]n）为原料制备了Eu3+,Sm3+共掺杂的SrWO4:Eu3+-Sm3+系列发光粉体,在250、362、379nm光激发下,其发射光谱由两个谱带组成,归结为Eu3+、Sm3+的特征发射,两个发光中心Eu3+、Sm3+间存在能量传递。通过改变稀土离子的掺杂浓度,可调整两个发射谱带的相对强度,从而合成不同颜色的光。此外,不同激发波长下得到样品的发光强度比不同,掺杂浓度对晶体的晶格常数、发光性能也有较大影响。所以通过选择合适的Eu3+、Sm3+的掺杂浓度和激发波长来控制样品的发光颜色,进而调控显色指数,可实现白光发射。