提高YAG:Ce熒光粉穩定性的方法探討
上傳人:(編輯:tOm) 上傳時間: 2011-02-11 瀏覽次數: 3862 |
從上述分析可知,欲獲得高光轉換率,需要降低熒光粉層孔隙率,反射率、折射率,提高吸收率和轉換率,熒光粉顆粒的大小,粒度分布,顆粒形態,顆粒表面狀態等決定熒光粉顆粒填充結構和填充特性。熒光粉層的空隙率與填充類型,顆粒形狀和粒度分布有關。顆粒學研究證明,顆粒不論是松散堆積或緊密堆積,顆粒的球形度(球形度定義為:球體表面積對同體積不規則顆粒表面積之比)越低,表面粗糙度越高和有棱角的顆粒,它的堆積孔隙率就越高,同時由于小顆粒的粘聚作用,顆粒越小,孔隙率也越高,降低孔隙率的辦法就是合理的顆粒分布和好的顆粒形貌。
球形的發光顆粒,可以獲得較高的堆積密度,從而減少發光體的散射,由于球形發光顆粒堆積密度高孔隙率減小,透射光的損失也少,對發光體來說,最理想的顆粒形態就是球形。
傳統的高溫固相法,產物的晶粒形成是逐步生長的,必須要有足夠的溫度和時間,因燒結嚴重,顆粒的形貌很不規則,難于獲得球形顆粒,粒子易團聚,需要解聚,減小粒徑。使用球磨工藝,往往較大的粒塊剛好磨細,而較小的粒塊已經磨得過細,晶格結構受到破壞,球磨降低了熒光粉的結晶性,形貌不完整,尺寸不一粗糙度高,有棱角的顆粒,粉體堆積孔隙率高,導致透光率高,轉換效率降低。
許多專家學者致力于晶體形貌的研究,希望獲得較細的尺寸(如 2-3μm)和較窄的尺寸分布的非團聚球形晶粒。要獲得球形晶體必須從塬料和工藝兩方面入手,黃京根指出用球形Al2O3得到球形的BAM,平板型 Al2O3得到平板型BAM,林君采用噴霧熱解制備一系列球形稀土發光材料,在化學共沉淀工藝中采用絡合劑,控制PH可以獲得幾乎大小一致的球形軀體,王振川在溶膠凝膠制備前軀體中獲得85%一致的球體,李強用高分子網絡凝膠法制得YAG微粉。綜合利用軟化學和硬化學的不同特點,合成大小一致符合要求純相球形晶體是今后努力方向。
YAG:Ce3+的發光特性
YAG:Ce3+熒光粉在藍光,長波紫外光激發下部分藍光被熒光體吸收,熒光體產生高效的黃色可見光發射,這種光能轉換效率高、流明效率高,屬于典型的下轉換光致發光。鈰激活的釔鋁石榴石熒光粉最有效藍光激發光譜,與InGaN芯片的發光光譜滿意相匹配,轉換成白光需要的黃光發射。為了提高顯色性,可在組成上摻入紅色波段發射稀土Pr3+和Sm3+或加入高效紅色熒光粉,組成中增加稀土Gd的用量有利于低色溫調制,轉換光色對熒光粉層厚度非常敏感,調整YAG:Ce3+的品種和用量可以獲得不同色溫的白光。
鈰激活的釔鋁石榴石具有良好的物理和化學穩定性,耐電子輻射,具有優良的溫度猝滅特性。該熒光粉流明維持受多種因素制約如塬料的純度,灼燒后是否有雜相,晶體形貌,是否吸收了水氣及氧化性氣體,影響Ce3+的穩定,在熒光粉貯存,保管使用過程中要避免氧化環境,限制Ce3+→Ce4+的發生,努力提高 Ce3+的穩定性。用軟化學合成近似球形均勻一致性熒光粉產品,發光亮度高、點膠涂敷性能好,企業經濟效益明顯提高。
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