摘要
近年来白光发光二极管（wLEDs）因其具有工作时间长、发光效率高、稳定性好、对环境友好、体积小、设计灵活等优点，正逐步取代传统光源。目前最常用的wLEDs制备方法是将单色或多色荧光粉与蓝光或紫外芯片进行封装，即荧光转换白发光二极管。稀土离子掺杂的荧光粉在光电子学、可见固态照明、各种荧光器件、颜色显示器等方面有着广泛的应用。其中三价镧系稀土离子如Ce3+、Eu3+和Pr3+分别作为黄色、绿色和红色荧光粉的激活剂离子已经被学者广泛研究。而荧光粉与蓝光或紫外光 LED 芯片采用有机树脂或硅树脂封装成的发光器件，因受温度的影响极易老化、黄化，最终导致器件的发光颜色改变。而在低温下，将荧光粉与玻璃共烧结制备的荧光玻璃具有热导率好、稳定性高等优点，受到了研究者的关注。 本论文采用碲基双钙钛矿作为制备荧光粉的基质材料，通过掺杂稀土离子Ce3+、Eu3+、Pr3+分别制备了荧光粉。此外，将荧光粉与玻璃粉低温共烧结制备荧光玻璃。通过X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱等表征手段，研究了荧光粉和荧光玻璃的物相结构组成以及发光性能，主要研究内容如下： 1. 采用两步高温固相法在空气气氛下成功合成了(Ba0.3Sr0.7)2ZnTeO6:Ce3+双钙钛矿荧光粉，该荧光粉在 530 nm有宽带发射。调整Ce3+的掺杂浓度为1 mol%时发光强度最佳。通过将基质原料中的 ZnO 用 Zn 粉替换，以及进行固溶体调控，增强了(BaySr1-y)2ZnTeO6:Ce3+荧光粉的发光强度。 2. 合成了 Sr2ZnTeO6:Pr3+绿色荧光粉及(Ba0.3Sr0.7)2ZnTeO6:Eu3+红色荧光粉。通过调整Pr3+、Eu3+的掺杂浓度实现荧光粉的最佳发光强度。Sr2ZnTeO6:Pr3+分别在451 nm和474 nm激发下，从蓝光区域到红光区域范围内均存在光谱发射。通过进行固溶体调控，Ba2+取代Sr2+离子增强了(Ba0.3Sr0.7)2ZnTeO6:Eu3+的发光强度。此荧光粉在618 nm波长处有尖锐的红光发射峰，且在150℃时的发光强度仍能保持室温下的84.4%。 3. 铋酸盐玻璃粉末与商业红色荧光粉(Sr,Ca)AlSiN:Eu2+通过低温共烧结的方法成功合成了红色荧光玻璃。探究了烧结温度、保温时间、荧光玻璃厚度等因素对荧光玻璃发光性能的影响。结果表明，荧光玻璃中完整地保存了荧光粉的形貌与光学性能，最佳烧结温度为430℃。当保温时间为30 min时样品具有最佳发光强度，且随着样品厚度的增加发光强度增强。荧光粉制备成荧光玻璃后，其热稳定性得到了很好的提升，在150℃时的发光性能仍能保持室温下的97.41%。最后将红色荧光玻璃、绿色荧光粉和蓝光芯片成功组装了白光LED。
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