论文部分内容阅读
能量效率一直是照明光源的重要参数。白光LED以其能耗低、老化慢、环保无汞等优势在照明行业内引人重视。目前,由蓝光芯片结合黄色YAG:Ce荧光粉构成的双光色白光LED占领主流市场。但YAG:Ce荧光粉的合成方法以固相法为主,发射光谱较窄,缺少红色光组分;固相法合成温度高,颗粒尺寸大且易团聚,使其制备的LED显色指数和色度饱和性较差。静电纺丝工艺简单、价格低廉,且制备的纳米纤维尺寸均匀,在许多领域都起着重要的作用。基于此,本论文将静电纺丝工艺用于制备具有良好形貌的LED用荧光粉。本文细述了使用单轴静电纺丝方法合成铝/硅基纳米纤维荧光粉前驱体,采用XRD、SEM、EDS、PL光谱等测试方法表征了样品的结晶度、形貌、元素组成及发光特性等。本论文详细工作如下:(1)使用静电纺丝方法制得了纳米纤维状前驱体,经热处理,得到尺寸均匀的纤维状荧光粉。系统研究了温度及合成方法的差异对CaAl12019荧光粉的晶型、形貌、发光特性的影响,并与固相法制备的荧光粉对比;发现静电纺丝法可大幅度降低荧光粉的制备温度,减少能耗;可以使荧光粉的尺寸均一,提高发光强度。使用Mn4+最佳掺杂浓度为0.5 at%的荧光粉制备LED器件,得到显色指数为88.5,色温为4553 K的暖白光源。(2)通过静电纺丝法制备一维的纳米纤维前驱体,经热处理,得到Ba2Lu9Si6024纳米纤维荧光粉。系统研究了温度差异对形貌的影响,探讨了 Ce3+离子取代不同位置时的晶型和发光的变化。通过添加Mn2+离子,增加光谱中红光波段,使用所制备的Ba8.85Lu1.85Si6024Ce0.15Mn0.15荧光粉得到显色指数为82,色温7079 K,色坐标为(0.2990,0.3280),流明效率 78 lm/W 白光 LED 器件。(3)通过静电纺丝工艺结合热处理工艺成功制得尺寸均匀的γ-Ca2SiO4纳米纤维荧光粉。静电纺丝法较固相法,更易合成出γ-Ca2Si04的荧光粉。系统研究了不同浓度的Al3+,Ce3+离子对晶体结构的影响,优化制备条件,合成较为纯相γ-Ca2SiO4荧光粉,使用单一荧光粉制得暖白光LED器件,得到了显色指数84,色温为4550 K,色坐标(0.3508,0.3390)处于暖白区域的照明光源。