白光LED用钨、钼酸盐红色荧光材料的制备及其发光性能的研究

论文摘要

作为下一代的固态光源,白光LED获得越来越多的关注,并在最近几年得到较快的发展。由于白光LED在户内外的照明光源的潜在应用,当前受到人们的重视。除了白光LED在取代传统的白炽灯和日光灯显示优势外,其还可用于笔记本背景光源,医学用冷光源,景观美化光源,以及结合太阳能的LED。白光LED的应用领域期望得到进一步的延伸。白光LED具有稳定、节能、寿命长、高效、可靠、安全以及环境友好型等优点。可用于获得白光的各种方法中,荧光粉转换发射法应用广泛。为得到较好的显色指数,红色荧光粉的制备,尤其是可被蓝光LEDs （λem=440–470 nm）和紫外LEDs （λem = 350–420 nm）有效激发的红色荧光粉非常必要。目前,用于蓝光和紫外GaN基LED商用红粉,依然限制在三价Eu掺杂的碱土金属硫化物和Y2O2S:Eu3+。得到的白光显色指数比较差,范围在60–70。作为光电产业的重要材料,金属钨酸盐和钼酸盐两大体系的材料在光致发光,光导纤维,闪烁器方面的应用非常有前途。稀土形成的一系列Gd2（MO4）3 （M=Mo, W）钨酸盐和钼酸盐有着较好发光性能。拥有白钨矿（CaWO4）结构的金属钼酸盐也可作为有效的发光基质。SrMoO4与CaWO4都有四方对称性结构,在晶体结构方面相似。在本论文中,采用燃烧法和溶胶-凝胶结合固相法制备了Sr（1-x）MoO4:Eux3+荧光粉。研究了不同的Eu3+离子浓度、反应温度、尿素用量等实验条件对荧光粉发光性能的影响。另外,利用固相法合成了Eu3+,Sm3+掺杂的Gd2（MO4）3（M=Mo,W）红色荧光粉。通过X-射线粉末衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线谱仪（EDAX）、荧光/磷光/发光光度计（LS）等分析测试仪器对合成物质的晶体结构、形貌以及发光性能进行了测试分析。结果表明:这些荧光粉可被紫外（UV）和蓝光有效激发,与商用的GaN基LED波长相匹配。这意味着这类荧光粉可以作为白光LED的红色荧光粉补偿粉。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 发光二极管（LEDs）的发展概况及LED 特点
• 1.2.1 发光二极管（LEDs）的发展概况
• 1.2.2 LED 光源特点
• 1.3 LED 的结构与工作原理及白光LED 的研究现状
• 1.3.1 LED 的结构与工作原理
• 1.3.2 白光LED 的研究现状
• 1.4 WLED 用红色荧光粉研究现状与进展
• 1.5 LED 用荧光粉的制备方法
• 1.5.1 高温固相法
• 1.5.2 溶胶-凝胶法
• 1.5.3 燃烧法
• 1.5.4 水热合成法
• 1.5.5 共沉淀法
• 1.5.6 微波合成法
• 1.5.7 喷雾热解法
• 1.5.8 机械化学法
• 1.6 荧光粉的发光原理
• 1.6.1 发光
• 3+离子荧光特性'>1.6.2 Eu³⁺离子荧光特性
• 1.7 本论文选题及其研究内容
• 1.7.1 选题依据
• 1.7.2 本文研究内容
• 1.8 研究展望
• 0.2Sm_1.8-x³⁺Eu_x³⁺（WO₄）₃制备及发光性能研究'>第2章 白光LED 用荧光粉Gd_0.2Sm_1.8-x³⁺Eu_x³⁺（WO₄）₃制备及发光性能研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 样品制备
• 2.2.3 样品表征
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 XRD 图谱
• 0.25m_1.8-x³⁺Eu_x³⁺（WO₄）₃（x=0,1.5,1.8）的激发和发射光谱'>2.3.2 Gd_0.25m_1.8-x³⁺Eu_x³⁺（WO₄）₃（x=0,1.5,1.8）的激发和发射光谱
• 2.3.3 Sm3+的掺杂对发光性能的影响
• 3BO₃对Gd_0.2Sm_0.3Eu_1.5（WO₄）₃ 晶型及发光性能影响'>2.3.4 H₃BO₃对Gd_0.2Sm_0.3Eu_1.5（WO₄）₃晶型及发光性能影响
• 2.4 结论
• 4: Eu³⁺红色荧光粉及发光性能研究'>第3章 溶胶-凝胶燃烧法制备SrMoO₄: Eu³⁺红色荧光粉及发光性能研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 样品制备
• 3.2.3 样品表征
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 前驱体的TG-DTG 分析
• 3.3.2 XRD 物相和TEM 形貌分析
• 0.75MoO₄:Eu_0.25³⁺ 的激发和发射光谱'>3.3.3 Sr_0.75MoO₄:Eu_0.25³⁺的激发和发射光谱
• 3.3.4 初始燃烧温度对发光性能影响
• 3.3.5 尿素对发光性能影响
• 3+的掺杂对发光性能的影响'>3.3.6 Eu³⁺的掺杂对发光性能的影响
• 3.4 结论
• 4: Eu³⁺及发光性能研究'>第4章 溶胶-凝胶与固相结合法制备SrMoO₄: Eu³⁺及发光性能研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 样品制备
• 4.2.3 样品表征
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 XRD 图谱
• 0.75MoO₄:Eu_0.25³⁺ 的发光性能'>4.3.2 Sr_0.75MoO₄:Eu_0.25³⁺的发光性能
• 4.3.3 TEM 形貌分析
• 4.4 结论
• 2（MoO₄）₃: Eu³⁺,Sm³⁺红色荧光粉及发光性能研究'>第5章 高温固相法制备Gd₂（MoO₄）₃: Eu³⁺,Sm³⁺红色荧光粉及发光性能研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验试剂
• 5.2.2 样品制备
• 5.2.3 样品表征
• 5.3 实验结果与讨论
• 5.3.1 XRD 物相和TEM 形貌分析
• 5.3.2 发光性能
• 5.4 结论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录