白光LED用碱土金属氯化物荧光粉的研究

论文摘要

随着白光LED的快速发展和逐渐提高的应用率,研究白光LED用荧光粉显得更加具有应用价值。碱土金属氯硅酸盐/氯磷酸盐因为其稳定的晶体结构和热稳定性等特点作为荧光粉基质而备受关注。本文选择Eu2+做激活剂,使用高温固相法和溶胶凝胶法,合成了以碱土金属氯化物Ca8Mg（SiO4）4Cl2和Ca2PO4Cl为基质的白光LED用绿色与蓝色荧光粉。首先,用改进的溶胶凝胶法合成了Ca8Mg（SiO4）4Cl2:Eu2+系列荧光粉。研究了反应温度、CaCl2用量、Eu2+离子的掺杂浓度等因素对于样品发光性能的影响,得到最佳工艺参数。计算了浓度淬灭时的激活剂离子的相互作用临界距离。同时,用高温固相法合成了少量Ca8Mg（SiO4）4（Cl）2:Eu2+荧光粉,将溶胶凝胶法样品与固相法样品进行了发光性能和形貌特征方面的比较。研究发现,溶胶凝胶法样品的发光强度较固相法样品有显著提高,激发和发射光谱没有发生明显移动,其激发谱覆盖375-450nm,与近紫外芯片发射波段吻合,发射507nm的绿色光。颗粒尺寸较固相法样品更小,分布范围相对于固相法样品更窄。其次,CaCl2是传统合成方法中的氯源。用MgCl2代替CaCl2合成Ca8Mg（SiO4）4Cl2:Eu2+,用Ba,Sr取代Ca合成M8Mg（SiO4）4Cl2:Eu2+,M=（Sr,Ba,Ca）荧光粉,研究了氯源、碱土金属等因素对发光的影响。用MgCl2取代CaCl2做氯源后,发光强度有所下降。用Ba、Sr取代Ca后,发射光谱蓝移。最后,利用高温固相法合成了Ca2PO4Cl:Eu2+系列荧光粉。重点分析了煅烧温度、时间、Eu2+离子掺杂浓度、CaCl2用量等对样品发光性能的影响,得到最佳工艺参数,分析了激活剂离子的浓度淬灭机制。样品的激发谱覆盖200nm-450nm范围,与紫外/近紫外LED芯片的发射波段吻合。在近紫外芯片发射波长（400nm）处的激发强度高于商业用蓝粉BAM:Eu2+,是一种可实用性能优良的近紫外白光LED用蓝光荧光材料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 白光LED
• 1.3 光转换型白光LED 用荧光材料
• 1.4 荧光粉的制备方法
• 1.5 本文的研究内容
• 2 实验准备
• 2.1 引言
• 2.2 实验原料
• 2.3 实验步骤
• 2.4 测试表征方法
• 8Mg（SiO₄）₄C1₂:Eu²⁺体系的合成与研究'>3 Ca₈Mg（SiO₄）₄C1₂:Eu²⁺体系的合成与研究
• 3.1 引言
• 8Mg（SiO₄）₄C1₂:Eu²⁺'>3.2 溶胶凝胶法合成Ca₈Mg（SiO₄）₄C1₂:Eu²⁺
• 8Mg（SiO₄）₄C1₂:Eu²⁺'>3.3 高温固相法合成Ca₈Mg（SiO₄）₄C1₂:Eu²⁺
• 3.4 氯源和碱土金属对样品的影响
• 3.5 不同制备方法所得样品形貌特征的分析对比
• 3.6 小结
• 2PO₄Cl:Eu²⁺体系的合成与研究'>4 Ca₂PO₄Cl:Eu²⁺体系的合成与研究
• 4.1 样品制备
• 4.2 结果分析
• 4.3 小结
• 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间发表论文目录