论文部分内容阅读
发光二极管(Iaght Emitting Diode,LED)作为新一代照明和显示器件中的光源,具有绿色、节能、长寿的特性,已被广泛应用于各个领域,在未来几年内将取代传统光源。荧光粉作为制作白光LED的关键材料之一,直接决定着器件性能的优劣,开展白光LED专用荧光粉的研究,具有重要的现实意义。为此,本文制备了用于白光LED的基于Sr2CeO4的荧光粉,并通过Eu3+,Dy3+稀土离子的单掺杂和共掺杂的方法对其改性,并重点对其发光性能进行了研究,初步探讨了这类荧光粉的发光机理。
(1)分别采用高温固相法以及高分子网络凝胶法制备了Sr2CeO4荧光粉,通过XRD分析可知,相比较高温固相法,用高分子网络凝胶法制得的样品结构比较单一,相比较纯。基质Sr2CeO4的发光主要是由晶体结构中Ce4+-O2-电荷转移引起的。
(2)选取Eu3+为掺杂离子,制备出能与紫外或近紫外LED芯片相匹配的单一基质Sr2CeO4荧光粉系列,实验结果表明,在Sr2CeO4:Eu3+体系中,除了基质Sr2CeO4中Ce4+-O2-的电荷转移,还存在着Sr2CeO4向Eu3+的能量转移。它的光致发光主要是由能量传递机理引起的。当掺入Eu3+离子后,基质颜色变化显著,从蓝白光区转变为红光区。说明少量Eu3+的掺入对基质颜色变化影响很大,如继续减少Eu3+掺杂浓度,将有望实现白光发射。
(3)选取Dy3+为掺杂离子,制备出一系列颜色可调的Sr2CeO4:Dy3+荧光粉。研究结果表明:该系列的荧光粉中存在两个不同的发光中心,分别为来自SraCeO4的蓝光发光中心和来自Dy3+的黄光中心,通过调节Dy3+的掺杂量能改变这两个发光中心的发射强度;当掺杂Dy3+以后,主体Sr2CeO4的光猝灭现象较为明显,它的猝灭机理为电四极-电四极相互作用。
(4)以Eu3+,Dy3+作为双掺离子,制备出能够与紫外或近紫外LED芯片相匹配的Sr2CeO4系列荧光粉。研究结果表明:在一定范围内改变掺杂离子浓度,荧光粉的晶体结构均未发生明显变化;在该荧光粉的荧光发射图谱中,可以看到主体Sr2CeO4以及Eu3+,Dy3+的特征发射峰,这主要来自于Eu3+-Sr2CeO4,Dy3+-Sr2CeO4之间的能量传递;当Eu3+的掺杂量为1 mol%、Dy3+的掺杂量为0.6 mol%时,样品色坐标为(0.39,0.37),有望成为显色性较优的白光LED用荧光粉。