LED暖白光铈掺杂钇（钆）铝石榴石系列荧光粉的合成与表征

【摘要】：由于石化资源的匮乏，世界性的能源危机引起了各国的重视，并纷纷把照明节电特别是白光LED产业的发展纳入国家发展战略中。白光LED照明与传统照明方式相比，具有省电、体积小、发热量低、可低压或低电流启动、寿命长、响应快、抗震耐冲、可回收、无污染等优点，经济与环境效益明显。但是要最终实现白光LED照明，还需要进一步提高其显色指数、发光效率、光通量以及使用寿命，并尽量降低成本。 为了推动半导体照明产业的发展，本文拟采用高温固相合成法制备YAG:Ce黄色荧光粉，研究影响其理化性及工艺条件，进而研究不同离子掺杂对荧光发射光谱的影响，并得到有利于白光LED良好显色性、发光亮度、发光效率的荧光粉体。本文内容主要包括： 1)综述白光LED照明产业发展现状和未来趋势，简要分析了白光LED的发光原理、实现途径，主要讨论其荧光粉的制备技术。 2)采用高温固相合成法制备了YAG:Ce黄色荧光粉。通过分子荧光光谱方法对荧光粉的理化性质进行表征；研究(Y_(3-x)Ce_x)Al_5O_(12)系列荧光粉在X=0.05时，荧光粉的吸收和发射光谱表现最好。 3)采用高温固相法(Y_(2.95-x)Gd_xCe_(0.05))Al_5O_(12)系列荧光粉，研究了(Y_(2.95-x)Gd_xCe_(0.05))Al_5O_(12)粉体的晶体结构，运用三维荧光光谱全面表征该体系荧光粉的发射光谱，结果表明Gd3+的加入并没有改变荧光粉的原有晶体结构，只是由于Gd3+离子半径大于Y3+离子半径，使得样品晶格常数略有增加，并且导致荧光发射主峰向长波方向移动，有利于降低白光LED器件相关色温和提高显色指数。 4)对YAG晶型形成及掺杂机理进行了初步探讨，YAG属立方晶系，掺杂离子发光主要取决于晶体场效应。 【关键词】：白光LED YAG黄色荧光粉 (Y2.95-xGdxCe0.05)Al_5O_(12) 高温固相法 三维荧光光谱
【学位授予单位】：大连工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TQ422
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 文献综述9-31
• 1.1 前言9-10
• 1.2 LED 概述10-13
• 1.2.1 LED 的定义10
• 1.2.2 发光二极管的发展历史10-11
• 1.2.3 LED 光源的特点11-12
• 1.2.4 发光二极管的发光原理12
• 1.2.5 发光二极管的结构12-13
• 1.3 白光 LED13-20
• 1.3.1 白光 LED 的应用13-17
• 1.3.2 白光 LED 发光方式17-19
• 1.3.3 主流白光 LED 的发光原理及器件结构19-20
• 1.4 白光 LED 用稀土荧光粉20-24
• 1.4.1 稀土离子发光理论20
• 1.4.2 三价稀土离子的电子组态和发光跃迁20-21
• 1.4.3 晶体场对稀土离子跃迁的影响21-22
• 1.4.4 稀土离子的 f-d 跃迁和 CTS 吸收22
• 1.4.5 发光和碎灭22-23
• 1.4.6 Ce~(3+)发光机理23-24
• 1.4.7 YAG 掺杂机理24
• 1.5 荧光粉的制备的表征方法24-29
• 1.5.1 制备方法24-28
• 1.5.2 荧光粉的发光性能检测28-29
• 1.6 研究目的和主要内容29-31
• 第二章 实验部分31-34
• 2.1 仪器、材料与试剂31-34
• 2.1.1 仪器31
• 2.1.2 试剂与材料31-32
• 2.1.3 荧光粉的制备过程32
• 2.1.4 荧光粉的测试32-34
• 第三章 结果与讨论34-46
• 3.1 (Y_(3-x)Ce_x)Al_5O_(12)的光谱性质34-37
• 3.2 (Y_(2.95-x)Gd_x)Al_5O_(12):Ce_(0.05)的光谱性质37-46
• 3.2.1 物相组分分析38-40
• 3.2.2 激发光谱测定40-41
• 3.2.3 三维荧光发射光谱41-46
• 第四章 结论46-48
• 4.1 结论46-47
• 4.2 展望47-48
• 参考文献48-51
• 致谢51-52
• 附录52

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