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白光LED用橙色发射荧光粉Y3Mg2AlSi2O12∶Ce3的制备研究

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白光 LED 用橙色发射荧光粉 Y3Mg2AlSi2O12∶Ce3 的制备讨论打开文本图片集摘要:采纳 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激发-发射光谱及反射光谱等手段,讨论了以尿素为燃料的溶胶-凝胶燃烧法,制备白光LED 用 Y3Mg2AlSi2O12∶Ce3+荧光粉过程中的还原温度、Ce3+浓度等因素,对荧光粉结构、形貌和发光性能的影响.比较了溶胶-凝胶燃烧法和高温固相反应法制备的 Y3Mg2AlSi2O12∶Ce3+荧光粉的结晶度、形貌和发光性能,并从反应过程对造成两者差异的原因进行了讨论.关键词:Abstract:Keywords:0 引言荧光粉转换白光发光二极管(pc-wLED),具有发光效率高、体积小、寿命长、耐冲击等优点,被认为是替代低压 Hg 放电荧光灯的新一代无汞固体光源,吸引了讨论者和产业界越来越多的关注[1-2].目前,主流组装 pc-wLEDs 的方法是用波长 450~470nm 蓝光芯片与能被蓝光激发黄光发射的荧光粉的组合.使用的荧光粉最主要的是(YGdLu)3(AlGa)5O12∶Ce3+(简称 YAG∶Ce),其具有很高的量子效率,化学和光化学稳定性好,高温下发光衰减也较小[3].YAG∶Ce 的发射光谱主要集中在黄绿光区,红橙光部分很少,使 YAG∶Ce 与蓝光芯片组合得到的 wLED 的色温较高、显色指数(CRI)较差.为了改善 pc-wLED 的色温柔显色性,需要添加红色发射的荧光粉或者调变 YAG∶Ce 的发射光谱,增加光谱中橙色或红色的部分[3].在蓝光激发的红色发射荧光粉的早期,主要关注碱土金属硫化物Ca1-xSrxS∶Eu2+.硫化物荧光粉随碱土金属 Sr/Ca 离子数比例的变化,发光波长在 610~650nm 之间可调,发光效率也较高,但由于硫化物耐水汽稳定性和化学稳定性差,工作过程中性能衰减严重,限制了其规模化应用[4-5].所以开发化学性质稳定,热猝灭性小,激发光谱与蓝光 LED 匹配且发光效率较高的红色或橙色发射荧光粉,是解决白光 LED 色温柔显色性的重要课题.红色发射的氮化物荧光粉如 M2Si5N8∶Eu2+和(CaSr)AlSiN3∶Eu2+等[6]及 CdTe 基量子点[7]与非 Cd 基量子点,如CuInS2 和 InP 等[8]的讨论都吸引了较多的关注.氮化物荧光粉已经市场化,他们所用的试剂较贵且合成条件苛刻,成本较高.有人探究通过调变YAG∶Ce 荧光粉的发射光谱以增加红色和橙色波段的发射.如 YAG∶Ce 中共掺杂 Pr 也可增强红色部分的光谱强度[9-10].另外,YAG∶Ce 的发光源于Ce3+离子的 5d除了发射光谱之外,荧光粉的粒度和形貌都会影响其对芯片蓝光的吸收和散射...

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