【正文】 化銪（ Eu2O3） 4) 硼酸（ H3BO3） 第 10 頁 共 19 頁 儀器 1) 稱量設(shè)備：電子天平 2) 混磨設(shè)備： PM 型行 星式球磨機 3) 干燥設(shè)備： DHG9248A 型鼓風干燥箱 4) 熱處理設(shè)備： KTL1600 型管式爐 5) 紅粉 檢測設(shè)備： DX2700X 型 X 射線衍射儀 (XRD)、 RF5301PC 型熒光分光光度計、色度儀、 UV2550 紫外可見分光光度計。研究新型的能與紫外 (近紫外 )LED 相匹配的紅色 熒光粉具有重要的理論和現(xiàn)實意義。另外，在近紫外光的激發(fā)下紅色熒光粉 Y2O2S:Eu3+性能不穩(wěn)定、壽命不長；紅色熒光粉這些不足已經(jīng)成為了制約白光 LED 發(fā)展的主要瓶頸。而紫外和近紫外系統(tǒng)則不存在以上的情況，因此紫外和近紫外體系 取代傳統(tǒng)藍光 LED 十黃色熒光粉系統(tǒng)亦是白光 LED 發(fā)展趨勢。此外，白光 LED 若要完全取代熒光燈成為新一代室內(nèi)照明光源，除了需要降低成本，還需具有更高的照明效率、顯色指數(shù)以及其發(fā)射的色溫可調(diào)節(jié)性要好等。而商業(yè)上利用紅光發(fā)射熒光粉提高白光 LED 的顯色指數(shù)和調(diào)節(jié)色溫，目前仍然局限于硫 化物基材料如 CaS:Eu2+， SrY2S4:Eu2+和 ZnCdS:Cu， Al 等。 己商業(yè)化的白光 LED 燈 (絕大部分是藍光 LED 芯片和黃色熒光粉的組合 )的顯色指數(shù)一般都在 85 左右，已經(jīng)能夠滿足普通照明。 本論文研究的目的、內(nèi)容以及意義 白光 LED 由于其有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、設(shè)計方便等優(yōu)異的特點，被廣泛研究，成為第四代照明光源。根據(jù) XRD 數(shù)據(jù)，觀察到 LiY(MoO4)2 和 LiEu(MoO4)2 形成了系列連續(xù)的白鎢礦相固溶體具有四方對稱，空間群為 I41/a。采用溶膠一凝膠法制備鋁酸鹽紅色熒光體，不僅可以降低 紅粉 結(jié)晶的反應(yīng)溫度 (降低 100 度左右 )，同時可以根據(jù)實驗要求適當 地控制 紅粉 的形貌和粒徑。 wang等人在 Gd(MoO4):Eu3+， La(MoO4):Eu3+中加入補償電荷 Na+或直接以A(MoO4) (A=Li,Na,K)作為基體制得 Ln(MoO4):Eu3+ (Ln=La,Gd)、 A(MoO4):Eu3+ (A=Li,Na,K)系列熒光粉，通過比較得出 Li2x(MoO4):Eux3+熒光粉在 395nm光激發(fā)下的紅光發(fā)射光譜最強，色坐標為 (， )，接近 NTSC 的標準值。同時發(fā)現(xiàn)助熔劑的加入對發(fā)光強度和 紅粉 的結(jié)晶度以及表面形貌有一定的影響。最佳的助熔劑量為 3%，所制備的熒光粉與目前商用的白光 LED紅粉 Y2O2S:Eu3+相比較， 395nm激發(fā)下所制備的熒光粉的發(fā)光積分強度是商用熒光粉的 2 倍。研究結(jié)果表明，這種新型的熒光粉可以被紫外光 (280nm)、近紫外光 (395nm)和藍光 (465nm)有效激發(fā)。由于 MoO42的特殊性質(zhì)，以鉬酸鹽為基質(zhì)的材料，在白光 LED 熒光粉的研制中越來越受到重視。 在酸性溶液中，只能用強還原劑才能將 Mo6還原為 Mo3。 鉬酸鹽體系紅色熒光粉的發(fā)展情況 鉬的三氧化物溶于堿金屬的氫氧化物，可結(jié)晶出簡單 (或正 )鉬酸鹽且其在弱酸性溶液中有很強的縮合傾向，能形成重鉬酸、三鉬酸等較為復(fù)雜的多酸及其鹽。 2) 將發(fā)光波長有誤差的 LED 重新利用 LED 的發(fā)光波長現(xiàn)在還很難精確控制，因而會造成有些波長的 LED 得不到應(yīng)用而出現(xiàn)浪費，例如需要制備 470nm 的 LED 時，可能制備出來的是從455nm 到 480nm范圍很寬的 LED，發(fā)光波長在兩端的 LED 只能以較低廉的價格處理掉或者廢棄，而采用熒光粉可以將這些所謂的 “廢品” 轉(zhuǎn)化成我們所需要的顏色而得到利用。因此高性能的熒光粉在發(fā)展、推廣半導體照明過程中起著很重要的作用 []。 20 世紀 90 年代中期，日本日亞化學公司的 Nakamura 等人經(jīng)過不懈努力，突破了制造藍光發(fā)光二極管 (LED)的關(guān)鍵技術(shù)，并由此開發(fā)出 以熒光材料覆蓋藍光 LED 產(chǎn)生白光光源的技術(shù)。藍光 LED 激發(fā)的黃色熒光粉基本上能滿足目前白光 LED 產(chǎn)品的要求。第一類用于普通熒光燈和低壓汞燈，第二類用于高壓汞燈 和自鎮(zhèn)流熒光燈，第三類用于 紫外光源 等。帶有放射性的熒光粉，是在熒光粉中摻入放射性物質(zhì) 。 圖 25 紅、綠、藍光 LED 形成白光 LED 熒光粉 熒光粉概述 熒光粉（俗稱夜光粉），通常分為光致儲能熒光粉和帶有放射性的熒光粉兩類。 3) 紅、綠、藍光 LED 形成白光 LED 如上所述，自 1990 年之后， LED 已能夠發(fā)出各種顏色的光，如 圖 25 所示，這種方法是用紅、綠、藍三種顏色的 LED 幻光后而得到白光的，因此是純正的白光。這種方法是從原本白光所需的 630nm前后的紅光、 530nm前后的綠光，以及 460nm前后的藍光三個光幻光后得到的白光，因此白光非常純正 。到目前為止，在所有的白光 LED 中，就其優(yōu)點而言，此種白光被認為是最最簡單，最亮的，就其缺點而言，由于實際上并不是紅光和綠光的混合，因 第 6 頁 共 19 頁 此光色稍微發(fā)藍白色。 1) 藍色 LED+熒光粉實現(xiàn)白光 白光 LED 簡單的結(jié)構(gòu)原理 圖 23 所示，使用藍光 LED 與經(jīng)藍光照射后發(fā)出黃光的熒光粉形成白光 LED。未來白光 LED的應(yīng)用市場將非常廣闊，包括手電筒、裝飾燈、 LCD 背光源、汽車照明市場、投影燈光源等，不過最被看好的市場以及最大的市場還是通用照明市場[]。與白熾燈及熒光燈相比，白光 LED 具有體積小 (多只、多種組合 )、發(fā)熱量低 (沒有熱輻射 )、耗電量小 (低電壓、小電流啟動 )、壽命長 (10000h 以上 )、反應(yīng)速度快 (可以高頻操作 )、環(huán)保 (耐震、耐沖擊，不易破，廢棄物可回收，沒有污染 )、可平面封裝、已開發(fā)成輕薄短小產(chǎn)品等優(yōu)點。目前國際上掌握“藍光技術(shù)”的廠商僅有少數(shù)的幾家，所以，白光 LED 的推廣應(yīng)用，尤其是大功率白光 LED 在我國的推廣還有一個過程。根據(jù)人們對可見光的研究，人眼睛所能看見的白光至少需要兩種光的混合，即二波長光（藍光 +黃光）或三波長光（藍光 +綠光 +紅光）的混合模式。由此可見，要使 LED 發(fā)出白光，它的光譜特性應(yīng)包 第 5 頁 共 19 頁 括整個可見光的光譜范圍。例如 ， LED 發(fā)出的紅光的峰值波長為565nm。這些都是白光 LED 今后發(fā)展仍需努力的方向。白光 LED 的出現(xiàn)使 LED 的應(yīng)用領(lǐng)域跨足至高效率照明光源市場。 白光 LED 基礎(chǔ)知識 白光 LED 的發(fā)展及特點 自從 LED 出現(xiàn)以來，人們一直在 努力尋找固體白光照明光源。 2) 在很多 LED 工藝中都沒有做到對死燈的事先防御，雖然在工序后端加了冷熱循環(huán)這道工序，但由于時間短（ 24 小時）并不能完全將死燈給挑出來（即便能將死燈完全挑出來也不能在事先控制死燈的數(shù)量）。 6) 用 LED 制作的光源不存在環(huán)境污染物，不會污染環(huán)境，因此人們將 LED光源稱為“綠色”光源是受之無愧的 。因此用 LED 組成的光源或顯示屏，易于通過電子控制來達到各種應(yīng)用的需要，與 IC 電腦在兼容性上毫無困難。 4) 體積小，重量輕、耐抗擊：彩色 LED 可用于制作各類清晰精致的顯示器件。相反，隨著今后工藝和材料的發(fā)展，將具有更高的發(fā)光效率。 LED 的優(yōu)點 1) 工作壽命長： LED 作為一種固體發(fā)光器件，較之其他發(fā)光器具有更長的工作壽命，其亮度半衰期通常可達到十萬小時。 光的顏色是否可以被看見是由它的波長決定的，光的波長是以納米為單位的也說是十億分之一米。 紅外線紅光與夜視裝備一起使用的，否則人的眼睛看不到紅外線光的。 綠光也可以用作夜視光，特別適用于在夜晚閱讀地圖或圖表，容易被夜視裝備發(fā)現(xiàn)，但很容易被人眼發(fā)現(xiàn)，綠光的亮度比紅光要低。紅色也通常在單色相片處理時被用來作“安全”顏色，因為它不會損壞正在沖印的底片。 紅光通常用于夜視。 LED 的主要參數(shù)與特性 LED 是利用化合物材料制成 PN 結(jié)的光電器件，它具備 PN 結(jié)型器件的電學特性（ IV 特性、 CV 特性）、光學特性（光譜響應(yīng)特性、發(fā)光光強指向特性、時間特性）以及熱學特性。 N 區(qū)的電子注入 P 區(qū)的速率卻較小，這樣 N 區(qū)的電子就躍遷到價帶與注入的空穴復(fù)合，而發(fā)射出由 N 型半導體能量所決定的光。圖 22 所示為 PN 結(jié)發(fā)光的原理 []。由于電子遷移率比空穴遷移率大得多，因此出現(xiàn)大量電子向 P 區(qū)擴散，造成對 P 區(qū)少數(shù)載流子的注入。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。 LED 的發(fā)光原理 LED 是由 IIIV 族化合物半導體制成的，其核心是 PN 結(jié)。光子的能量反過來與光的顏色對應(yīng)，在可見光的頻譜范圍內(nèi)，藍光、紫光攜帶的能量最多，橙光、紅光攜帶的能量最少。微小的半導體芯 片被封裝在結(jié)晶的環(huán)氧樹脂中，當電子經(jīng)過該芯片時，帶負電的電子移動到帶正電的空穴區(qū)域并與之復(fù)合，電子和空穴消失的同時產(chǎn)生光子。當在電極上加上正向偏壓之后，電子和空穴分別注入 P 區(qū)和 N 區(qū)，當非平衡少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時，就會以輻射光子形式將多余的能量轉(zhuǎn)化為光能。 圖 21 光的三原色 綠色 紅色 藍色 黃色 紫紅 湖藍 白 第 2 頁 共 19 頁 LED 的發(fā)光原理及主要參數(shù) 半導體學基礎(chǔ) 固體，按導電能力可以分成導體、絕緣體和介于二者之間的半導體三種，不 同 材料的電阻率有很大的差 別，通常把電阻率為 106~ 103??cm 的物質(zhì)稱為導體；電阻率在 1012??cm 以上的物質(zhì)稱為絕緣體；電阻率介于導體和絕緣體之間的物質(zhì)則稱為半導體。 本論文系統(tǒng)的研究了現(xiàn)有紅色熒光粉 SrMoO4:Eu3+體系的制備方法和 它們的光譜性能等，并得出相關(guān)研究結(jié)論。紅色熒光粉 Y2O2S:Eu3+這些不足已經(jīng)成為制約白光 LED 發(fā)展的主要瓶頸。為了合成理想的白光和形成較好的色純度，所需要的紅、綠、藍熒光粉的質(zhì)量之比為 8:1:1。此外，已經(jīng)商業(yè)化的由藍光 LED+黃色熒光粉組合發(fā)光的白光 LED 本身 存在一些缺陷，而紫外和近紫外體系的白光 LED 則 成本較低、顏色控制較藍光 LED 容易、色彩均勻度佳、顯色性好等優(yōu)點。熒光粉涂敷光轉(zhuǎn)變法已經(jīng)成為獲取白光 LED 的主流，同時也給熒光粉的發(fā)展帶來了新的，更廣闊的空間。 molybdate。C for 5h. EuxSr1?xMoO4 (x=, , , , ) (SEMO) red phosphor, which applied in color white LED, were produced by the high temperature solidstate method. The structural evaluations of the SEMO powders were determined through Xray diffractometer (XRD), the characterization of surface appearance through the scanning electron microscope (SEM) and the optical properties were obtained in a spectrofluorometer (PL), a Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer and a colorimeter. The role of the Eu3+ concentration on the SrMoO4:Eu phosphor properties was Studied. It is presented that downconversion luminescence in all