摘要
白光发光二极管（WLEDs）因为具有安全、节能、环保、高亮以及寿命长等诸多优点而被誉为新一代固体光源。荧光转换型WLEDs（pc-WLEDs）作为制备WLEDs的主流方法，已在显示、背光源、装饰、照明等领域得到了广泛地应用。由于不断发展的照明市场对pc-WLEDs性能（如发光颜色、色饱和度、色温等）的要求越来越趋于精细化，而pc-WLEDs的发光性能又主要取决于荧光粉的发光颜色，因此制备发光颜色可调的荧光粉具有重要意义。基于此，本论文合成了几种光色可调的荧光粉，对其发光性能做出了详细研究，具体研究内容如下： 1．采用传统高温固相法合成了一系列Sr3Lu(PO4)3:Dy3+,Eu3+荧光粉。在近紫外光激发下，Sr3Lu(PO4)3:Dy3+荧光粉呈冷白光发射，Sr3Lu(PO4)3:Eu3+荧光粉发橙红光。在 Sr3Lu(PO4)3:Dy3+,Eu3+荧光粉中，Eu3+离子补偿了 Dy3+冷白光发射所缺少的红色组分，荧光粉的发光颜色可通过改变Dy3+、Eu3+的相对掺杂浓度从冷白光，到暖白光再到红光进行调控。进一步研究表明在 Sr3Lu(PO4)3:Dy3+,Eu3+荧光粉中Dy3+通过偶偶极交互作用向Eu3+传递能量。制备的Sr3Lu(PO4)3:Dy3+,Eu3+单基质白光荧光粉在pc-WLEDs领域具有潜在应用价值。 2．通过高温固相法合成了一系列具有闪铋矿结构的Sr3(Lu,Tb)(PO4)3:Ce3+/Eu3+荧光粉。在233 nm紫外光激发下，Sr3(Lu,Tb)(PO4)3荧光粉的发光颜色可随基质中 Tb3+/Lu3+比的增加从蓝色到绿色进行调控。Sr3Lu(PO4)3:0.07Ce3+荧光粉280 nm紫外光激发下发蓝紫光，Sr3Lu(PO4)3:0.30Eu3+荧光粉在395 nm近紫外光激发下发红光。在377 nm近紫外光激发下， Sr3Tb(PO4)3:Eu3+荧光粉中Tb3+能够向Eu3+离子传递能量，荧光粉的发光颜色可通过改变 Eu3+的掺杂浓度从绿光到红光进行调控。在 Sr3Tb(PO4)3:Ce3+和Sr3Lu0.93-yTby(PO4)3:0.07Ce3+荧光粉中存在 Ce3+向 Tb3+离子传递能量的过程，在280 nm紫外光激发下， Sr3Tb(PO4)3:Ce3+表现出高亮度绿色发射， Sr3Lu0.93-yTby(PO4)3:0.07Ce3+荧光粉的发光颜色可随 Tb3+掺杂浓度的增加从蓝紫光到绿光进行调控。 3．通过Pechini-type溶胶-凝胶法成功制备出一系列 Sr1-xEuxAl2O4荧光粉。在262 nm紫外光激发下，Sr1-xEuxAl2O4荧光粉表现出红色发射。通过两种方式将硼酸加入到基质材料中得到 Sr0.92Eu0.08Al2-yByO4和 Sr0.92Eu0.08Al2O4/yH3BO3荧光粉。研究发现硼酸的加入有效地降低Sr1-xEuxAl2O4荧光粉的成相温度（从1200 oC降到了1000 oC）和提高 Eu3+的发射强度。在还原气氛中对 Sr1-xEuxAl2O4和Sr1-xEuxAl2O4荧光粉进行二次煅烧，实现了二、三价铕共存，Eu2+离子的绿色宽带发射在510 nm左右。通过控制铕离子或硼酸的掺杂浓度，荧光粉的发光颜色可从绿光，到暖白光，再到红光进行调控。研究发现，在空气中经1100 oC以上烧结的Sr0.92Eu0.08Al2O4/yH3BO3(y=0.2~0.5)荧光粉中可以观察到Eu3+→ Eu2+自还原现象，此时荧光粉为SrAl2O4和 Sr4Al2O7混合相，Eu2+的蓝绿色发射宽峰位于491 nm左右，通过改变烧结温度、硼酸加入量或激发光波长均可实现对Eu2+/Eu3+发射强度比的调控，荧光粉实现了青光、白光、红光、黄光等多种光色的发射。
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