【正文】 ..........................................錯誤 !未定義書簽。 物相分析 ...................................................錯誤 !未定義書簽。 掃描電鏡分析 ( SEM).................................................錯誤 !未定義書簽。 熒光光譜分析 ( PL) ......................................................錯誤 !未定義書簽。 本章小結(jié) ..............................................................................錯誤 !未定義書簽。 : EU， NA 熒光粉的制備 引言 ......................................................................................錯誤 !未定義書簽。 實(shí)驗部分 ........................................................................錯誤 !未定義書簽。 樣品測試 ....................................................................錯誤 !未定義書簽。 結(jié)果與討論 ..........................................................................錯誤 !未定義書簽。 SrMoO4: Eu， Na 物相分析 .......................................錯誤 !未定義書簽。 5 樣品的形貌分析 (SEM).................................................錯誤 !未定義書簽。 SrMoO4: Eu， Na 的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜 ...........錯誤 !未定義書簽。 本章小結(jié) ..............................................................................錯誤 !未定義書簽。 結(jié)論 ......................................................................................錯誤 !未定義書簽。 展望 ......................................................................................錯誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ............................................................... 錯誤 !未定義書簽。 致 謝 ................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 白色發(fā)光二級管用 稀土釩、鉬酸鹽紅色發(fā)光粉的固相反應(yīng)法制備研究 1 緒論 研究背景與意義 白色發(fā)光二極管 (WLED)是清潔、綠色、高效、長壽命的光源，是最有希望成為下一代照明用光源。目前世界各國正投入大量的人力物力大力發(fā)展 WLED，爭奪自己的知識產(chǎn)權(quán)。在實(shí)現(xiàn)白光的 WLED 的幾種原理中 ，藍(lán)色 /紫外芯片 +發(fā)光粉是目前唯一市場化的模式。在這種模式中，發(fā)光粉是最重要的組分之一。但目前用的發(fā)光粉都是黃粉，用這種粉做出的白色白光器件由于缺乏紅色顯色性很差，另一方面，藍(lán)光激發(fā)紅色發(fā)光粉市場緊缺，因而紅色熒光粉成為行業(yè)中亟需的發(fā)光粉。 WLED 對發(fā)光粉有一定要求，并不是所有紅色發(fā)光粉都能滿足要求。稀土摻雜的釩、鉬酸鹽是一種很有潛力成為暖白 WLED 用的紅色發(fā)光粉。本課題主要研究最佳發(fā)光性能釩、鉬酸鹽發(fā)光粉的成分配比、工藝及發(fā)光性能表征。 WLED 國內(nèi)外研究進(jìn)展與現(xiàn)狀 6 國外 WLED 自 1973 年世界發(fā)生能源危機(jī)以來，各國紛紛致力于研制節(jié)能發(fā)光材料。于是利用稀土三基色熒光材料制作熒光燈的研究應(yīng)運(yùn)而生 [1]。 1979 年荷蘭菲利浦公司首先研制成功，隨后投放市場，從此各種品種規(guī)格的稀土三基色熒光燈先后問世 [2]。隨著人類生活水平的不斷提高，彩電已開始向大屏幕和高清晰度方向發(fā)展。稀土熒光粉在這些方面顯示自己十分優(yōu)越的性能，從而為人類實(shí)現(xiàn)彩電的大屏幕化和高清晰度提供了理想的發(fā)光材料。 當(dāng)人類進(jìn)入 21世紀(jì)之后的今天，照明器具家族喜添新丁，發(fā)光二極管 ( L E D)開始進(jìn)入照明領(lǐng)域 [3], 成為在照明領(lǐng)域 冉冉升起的一顆光芒奪目的新星。 20xx 年10月在日本橫濱舉辦的 20xx LCD / LED / PDP 國際技術(shù)研討會暨產(chǎn)品展覽會， 展示的綠色照明和電子節(jié)能產(chǎn)品種類繁多，琳瑯滿目，令人目不暇接。其中，最引人矚目的是新進(jìn)入電子照明領(lǐng)域的白色發(fā)光二極管產(chǎn)品，它給電子照明領(lǐng)域帶來了新的希望。白色發(fā)光二極管具有全固體、無污染、壽命長等特點(diǎn)，是一種高可靠性的綠色光源。發(fā)出白光的二極管在電子照明領(lǐng)域具有極其廣闊的應(yīng)用前景。 國內(nèi) WLED 一種亮度為普通白熾燈 3倍，能耗為普通白熾燈的 1/1 0，壽命為普 通白熾燈100倍的白色發(fā)光二極管最近在中國科學(xué)院長春光機(jī)與物理研究所研制成功。它標(biāo)志著我國白色發(fā)光二極管研究已達(dá)到國際先進(jìn)水平 [4]。白色發(fā)光二極管是一種高可靠光源，它比同管芯常規(guī)藍(lán)光二極管的流明效率高 。國外只有幾個發(fā)達(dá)國家能夠批量生產(chǎn)。白色發(fā)光二極管主要應(yīng)用于辦公自動化設(shè)備、飛機(jī)與汽車儀表顯示以及各種軍用設(shè)備。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為白色發(fā)光二極管具有極其廣泛的潛在市場，中國科學(xué)院長春光機(jī)與物理研究所應(yīng)加速白色發(fā)光二極管產(chǎn)業(yè)化研究，使這項高技術(shù)成果早日轉(zhuǎn)化成巨大的生產(chǎn)力。 一種廣泛應(yīng)用于印刷業(yè)防偽標(biāo)志、保密 材料及室內(nèi)外裝飾的新型發(fā)光材料──稀土幻影發(fā)光粉日前在河北衡水立車企業(yè)集團(tuán)研發(fā)成功 [5]。稀土幻影發(fā)光粉能有效吸收特定波長的光而轉(zhuǎn)化為彩色熒光，將其涂在墻面、紙張上；繪出的圖案不激發(fā)時顯白色，與普通墻面、紙張無異，但若用波長為 3650埃的紫外光照射就會出現(xiàn)光澤鮮艷的彩色圖案效果。面對國內(nèi)稀土幻影隱形發(fā)光粉市場需求不斷增長的市場形勢，有著多年熒光粉研制和生產(chǎn)經(jīng)驗的河北衡水立車企業(yè)集團(tuán)科研人員經(jīng)過反復(fù)試驗，充分利用稀土的特殊性，以無機(jī)溶液通過特殊燃燒工藝終于 7 將此產(chǎn)品研制成功。 白色發(fā)光二極管 (WLED) WLED 發(fā)光原理 真正發(fā)射白光的 LED 是不存在的。這樣的器件非常難以制造，因為 LED 的特點(diǎn)是只發(fā)射一個波長。白色并不出現(xiàn)在色彩的光譜上，一種替代的方法是利用不同波長合成白色光 [6]。 白色發(fā)光二極管的發(fā)光原理與其它發(fā)光二極管的發(fā)光原理不同。目前有兩種發(fā)光模式能使發(fā)光二極管發(fā)出白色光。一種是采用二波長 ―藍(lán)色光 +黃色光 ‖發(fā)光模式的白色發(fā)光二極管。其基礎(chǔ)部分是一顆藍(lán)色發(fā)光二極管，在藍(lán)色發(fā)光 InGaN二極管芯片的外面覆蓋一層熒光體層，當(dāng)藍(lán)色發(fā)光二極管芯片發(fā)射出來的藍(lán)色光，有一部分在透過熒光體時被熒光體 吸收，變成了黃光，黃光又與透過熒光體的藍(lán)光混合后就發(fā)出白色光。例如有的白色發(fā)光二極管發(fā)出的光是純白的，而有的發(fā)出的光是白偏藍(lán)的。 研究人員用各種方法實(shí)現(xiàn)白光 LED，提高它的發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光效率。目前實(shí)現(xiàn)白光 LED主要有三種主流技術(shù)路線 : (1)基于三基色原理，利用紅、綠、藍(lán)三基色 LED芯片合成白光，如圖 1(a)所示．這種方法具有效率高、色溫可控、顯色性較好的特點(diǎn)，但是由于三基色光衰不同導(dǎo)致色溫光衰不同導(dǎo)致色溫不穩(wěn)定，并且控制電路復(fù)雜、成本較高 ,因此其性價比偏低，適用于對顏色要求較高 的場合 ； 圖 1 實(shí)現(xiàn)白光 LED 照明的三種方式 藍(lán)光峰值 綠光峰值 紅光峰值 紫外 LED 光譜 混合光譜 熒光發(fā)射 熒光發(fā)射 混合光譜 藍(lán)光發(fā)射 波長(nm) 波長(nm) 波長(nm) (a) (b) (c) 8 (2)利用紫外 LED激發(fā)三基色熒光粉，由熒光粉發(fā)出的光合成白光，如圖 1(b)所示。這種 WLED顯色性好、制備簡單，但是紫外芯片效率較低，存在紫外光泄露問題，熒光粉溫度穩(wěn)定性問題有待解決，且目前尚缺乏大功率紫外 LED； (3)采用藍(lán)光 LED激發(fā)黃光熒光粉，實(shí)現(xiàn)二元混色白光，如圖 1(c)所示。這種 LED效率高、制備簡單、溫度穩(wěn)定性較好、顯色性較好；但是仍存在一致性差、色溫隨角度變化的缺點(diǎn)，但這種方案具有成熟的熒光粉和高效、可靠的藍(lán)光光源，最高的流明效率，是目前普遍采 用的技術(shù)路線。 WLED所須熒光粉的要求 經(jīng)過對發(fā)光原理的分析 [7]，易得出 三基色熒光粉的粒度要求比較小，穩(wěn)定性要求也高，具體應(yīng)用方面還在探索之中。 開發(fā)高效的、低光衰的白光 LED用熒光粉已成為一項迫在眉睫的工作。對于任何材料體系而言，目前都面臨兩個主要問題：一是如何獲得高的效率；二是壽命與穩(wěn)定性，如長時間靜止畫面的保持等。 1. 紅色熒光粉研究的意義 考慮到技術(shù)和成本的優(yōu)勢，目前藍(lán)光 LED芯片＋熒光粉成為白光大功率 LED技術(shù)的主流。通過熒光粉轉(zhuǎn)換的白光 LED技術(shù)，由于該熒光粉的發(fā)射光譜中缺少紅光 成分，難以同時實(shí)現(xiàn)低色溫和高顯色性。但人們在日常生活中已經(jīng)習(xí)慣了低色溫 (3000Ｋ左右 )的照明光源，而且高顯色性光源在博物館、外科手術(shù)等特殊照明場所有其潛在的應(yīng)用前景。因此發(fā)展低色溫高顯色性白光大功率 LED都有重要的意義。 2. 白光發(fā)光二極管用熒光粉的發(fā)展 WLED用熒光粉從顏色上分類，主要有黃粉、藍(lán)粉、綠粉和紅粉四類，下面究其現(xiàn)狀和發(fā)展進(jìn)行介紹． 1). WLED用黃色熒光粉 在生產(chǎn)中，藍(lán)光 LED+黃色熒光粉模式的 WLED技術(shù)最為成熟，這也是目前商品化 WLED 產(chǎn) 品 的 主 要 實(shí) 現(xiàn) 形 式 ， 其 中 所 用 的 黃 色 熒 光 粉 多 為Y3xGdxAl5yGayO12:Ce(簡寫為 YAG:Ce)。 YAG:Ce在 WLED中得到青睞，這是因為它能夠被 440～ 480nm的藍(lán)光有效激發(fā)。這正好與藍(lán)光 LED芯片的發(fā)射波長范圍匹配，而且熒光粉發(fā)出的黃色熒光還能與芯片發(fā)出的藍(lán)光互補(bǔ)形成白光。這就形成了實(shí)現(xiàn)白光 LED的一個理論基礎(chǔ)。 目前商品化的 WLED用鋁酸鹽類黃色熒光粉主要有兩類，即日亞化學(xué)的Y3xSmxAl5yGayO12:Ce(簡稱為 YAG:Ce)和歐司朗的 Tb3xyRExCey(Al， Ga)5O12(簡寫 9 為 TAG:Ce)。前者的發(fā) 光效率較好，是效率最高的半導(dǎo)體照明用熒光粉，利用其與藍(lán)光 LED組合可以制得色溫在 4000～ 8000K的高亮度 WLED；后者較適合用在色溫低于 5000K的低色溫 WLED。 除鋁酸鹽外，近年來開發(fā)成功的 WLED黃色熒光粉主要有硅酸鹽(Me2SiO4:Eu、 Me3SiO5:Eu、 Me2Sc2Si3O12:Ce、 Me=Mg， Ca， Sr， Ba)、硅基氮氧化物 (αSialon:Eu)等，它們除了可以被藍(lán)光 LED激發(fā)外，還可以被紫外或紫光 LED有效激發(fā)。其中硅酸鹽熒光粉開發(fā)相對成熟。目前已有少量產(chǎn)品使用，而硅基氮氧化物 熒光粉由于其制程困難，尚未見正式產(chǎn)品推出。 2). WLED用紅色熒光粉 在白光 LED的產(chǎn)生中，紅色熒光粉主要有兩種用處：用于生產(chǎn)三基色 WLED，與藍(lán)光 LED及綠色熒光粉配合產(chǎn)生白光，或者與綠、藍(lán)色熒光粉及紫光或紫外LED配合產(chǎn)生白光；用于補(bǔ)償 ―YAG:Ce＋ 藍(lán)光 LED‖中的紅色缺乏，以提高顯色指數(shù)或降低色溫。堿土金屬硫化物系列紅色熒光粉是 WLED一直以來使用的紅色熒光粉。但該類熒光粉物理化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，且熱穩(wěn)定性差，光衰大，對 WLED產(chǎn)品的質(zhì)量損害嚴(yán)重。近年來，陸續(xù)開發(fā)出許多 WLED用新型紅色熒光粉，如 硅酸鹽、鎢鉬酸鹽、鋁酸鹽及氮 (氧 )化物熒光體等。新開發(fā)的硅酸鹽、鎢鉬酸鹽、鋁酸鹽紅色熒光粉的穩(wěn)定性雖滿足了要求，但它們有些有效激發(fā)范圍太窄，對芯片要求苛刻，有些發(fā)光效率偏低，均不是很理想。只有新型硅基氮化物熒光粉在穩(wěn)定性和發(fā)光效率等方面均能很好地滿足 WLED的要求，受到了廣泛關(guān)注，有期望成為比較理想的 WLED用紅色熒光粉。 硅基氮 (氧 )化物熒光粉是采用氮元素部分或全部替代目前廣泛用作發(fā)光基質(zhì)材料的硅酸鹽中的氧元素，或同時輔以鋁元素部分置換其中的硅元素而形成的化合物。該類材料由于具有結(jié)構(gòu)多樣、性質(zhì)穩(wěn)定、高共價 性等特點(diǎn)，因而其發(fā)光顏色極為豐富，覆蓋了整個可見光區(qū)域，同時其激發(fā)范圍較寬，可以被紫外、紫光甚至藍(lán)光等有