丙二酸溶胶-凝胶法合成亚微米级YAG:Ce,Gd黄色荧光粉

以丙二酸为络合剂,通过溶胶-凝胶法合成了亚微米级YAG:Ce,Gd黄色荧光粉。采用TG/DSC、XRD研究干凝胶热分解和YAG晶相形成的过程;通过荧光光谱分析了Gd3+的掺杂对荧光粉的发光强度的影响规律;通过SEM观察粉体的微观形貌。结果表明:经1200℃煅烧3h得到的荧光粉,粉体粒径为0.3～1μm,颗粒规则接近球形;随着Gd3+掺杂量的增加,荧光粉的发射光谱由525nm红移到550nm。

共沉淀法制备(Y,Gd)AG∶Ce荧光粉及荧光性能研究

以碳酸氢铵为沉淀剂,采用共沉淀法合成了[(Y_(1-x)Gd_x)_(1-y)Ce_y]_3Al_5O_(12)高亮黄色荧光粉(x=0~0.5,y=0.003~0.02),通过XRD、SEM、BET比表面积和PL-PLE等方法对该荧光粉的物相及性能进行了表征。结果表明,在1200℃下煅烧4h即可得到纯石榴石相的(Y,Gd)AG∶Ce^(3+)。煅烧所得的[(Y_(1-x)Gd_x)_(1-y)Ce_y]_3Al_5O_(12)荧光粉分散性和均一性良好,在468nm激发下于535nm处呈现最强黄光发射。Ce^(3+)的猝灭浓度为1%(原子分数),猝灭机制为Ce^(3+)-Ce^(3+)间的能量互递作用。同时发现,在(Y_(1-x)Ce_x)AG中(x=0.003~0.02),最强发射峰随Ce^(3+)含量的增加而红移,同样在[(Y_(1-x)Gd_x)_(0.99)Ce_(0.01)]AG体系中(x=0~0.5),发射峰位随Gd^(3+)浓度增大也发生红移现象,归因于Ce^(3+)5d能级重心位置和晶体场劈裂的共同影响。

白光LED用红色发射荧光粉YVO_4:Ce^(3+)(Gd^(3+))的制备与表征

用高温固相反应法制备了稀土离子Ce3+、Gd3+双掺杂的YVO4发光材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激发以及发射光谱等测试手段对YVO4:Ce3+(Gd3+)荧光粉的制备条件、发光性能以及表面形貌进行了研究。XRD结果表明,在1100℃恒温5 h可得到Ce3+(Gd3+):YVO4纯相。SEM结果显示颗粒基本为球形,粒径约为300~500 nm。激发光谱测试表明,Ce3+(Gd3+):YVO4荧光粉在近紫外光区(232 nm)和蓝光区(424 nm)可以被有效地激发,用424 nm的蓝光激发样品时,Ce3+(Gd3+):YVO4荧光粉在611 nm和659 nm处的发光强度最大;因此,这种荧光粉可以作为组合型白光LED的红色发射荧光粉的候选材料。

Bi^3+离子掺杂对(Y,Gd)AG∶Ce粉体发光性能的影响

以高纯稀土氧化物为原料,采用高温固相法合成了[(Y_(0.5)Gd_(0.5-x-0.005))Bi_xCe_(0.005)]3Al_5O_(12)高亮黄色荧光粉(x=0~0.01),并通过XRD、SEM、PL-PLE和FL等方法对该荧光粉进行了表征。结果表明,在1 400℃下煅烧4h可得到纯石榴石相的(Y,Gd)AG。煅烧所得的[(Y_(0.5)Gd_(0.5-x-0.005))Bi_xCe_(0.005)]3Al_5O_(12)荧光粉具有良好的分散性和均一性。在469nm激发下于563nm附近呈现黄光发射,且Bi ^(3+)掺杂浓度为0.001mol时,样品的发射峰强度达到最大值,提高了近56%,归因于Bi^(3+)→Ce^(3+)能量传递和粉体结晶性能的改善。样品的荧光寿命随着Bi ^(3+)掺杂浓度的增加,先增大后减小。

铈掺杂黄色荧光粉(LuGd)_2CaMg_2Si_3O_(12)的发光性能研究

在还原气氛下采用高温固相法合成了钇铝石榴石结构的荧光粉Lu2CaMg2Si3O12∶R(Ce3+,Gd3+),其中Gd3+的浓度变化为1~5 mol%。利用X射线衍射仪对其物相进行分析,结果显示:Ce3+的掺入使晶相结构不稳定,出现了少量杂相,而掺入少量Gd3+时,晶相结构不再变化。利用荧光光谱仪对其光学性能进行研究,结果发现随着Ce的浓度增大,发光强度先增大后减小且同时伴随着少许的发光红移,在2 mol%出现浓度淬灭;Gd的掺入对红移的贡献比较明显,最大波长从561 nm(1%Gd)→568 nm(5%Gd),同时也发现发光强度有明显的下降。这种荧光粉的激发波长在465 nm左右,与蓝光LED芯片的发射中心相吻合,而且发射峰明显比YAG要长,所以这种荧光粉能很好的补充YAG的显色性。

蓝光LEDs的转换荧光粉发光效率的测量

本文研究了YAG：Ce荧光粉的色氟红移的现象。当YAG晶格点阵中的Y被Gd激发或添加了Pr作为Ce的共同催化剂时就会发生这种现象。测量了在（Y，Gd）AG：Ce和YAG：Ce，Pr荧光粉样品内部的效率，其激发光线的波长为470nm。其结果表明这两种荧光粉的发光效率分别随着Gd和Pr聚集而降低。SrGa2S4：Eu。是另外一种常用的转换蓝光LED的颜色的荧光粉。室温下，这种荧光粉效率很高，理论上其发光效率比YAG：Ce的发光效率高出33％。对这种荧光粉效率的测量结果表明其制作过程是影响性能的主要因素。将这种荧光粉印刷在放在一个或多个蓝光LED前面的屏幕的表面，测得其发光效率高达364lm／W。

光转换白光LEDs的研究

采用固相法制备YAG:Ce、Gd光转换荧光粉,测量其激发光谱和荧光光谱,发现激发光谱存在2条激发带,其中428～501nm的激发带与GaNLEDs的发射光谱匹配,荧光光谱呈黄色宽带。将荧光粉与GaN管芯用环氧树脂封装在一起,制成白光LEDs,其CIE色度坐标为(0.27,0.33),显色指数为78.2,发光强度8cd,流明转换效率为6.37,优于市场同类产品。