提高YAG:Ce荧光粉稳定性的方法探讨
上传人:(编辑:tOm) 上传时间: 2011-02-11 浏览次数: 3862 |
从上述分析可知,欲获得高光转换率,需要降低荧光粉层孔隙率,反射率、折射率,提高吸收率和转换率,荧光粉颗粒的大小,粒度分布,颗粒形态,颗粒表面状态等决定荧光粉颗粒填充结构和填充特性。荧光粉层的空隙率与填充类型,颗粒形状和粒度分布有关。颗粒学研究证明,颗粒不论是松散堆积或紧密堆积,颗粒的球形度(球形度定义为:球体表面积对同体积不规则颗粒表面积之比)越低,表面粗糙度越高和有棱角的颗粒,它的堆积孔隙率就越高,同时由于小颗粒的粘聚作用,颗粒越小,孔隙率也越高,降低孔隙率的办法就是合理的颗粒分布和好的颗粒形貌。
球形的发光颗粒,可以获得较高的堆积密度,从而减少发光体的散射,由于球形发光颗粒堆积密度高孔隙率减小,透射光的损失也少,对发光体来说,最理想的颗粒形态就是球形。
传统的高温固相法,产物的晶粒形成是逐步生长的,必须要有足够的温度和时间,因烧结严重,颗粒的形貌很不规则,难于获得球形颗粒,粒子易团聚,需要解聚,减小粒径。使用球磨工艺,往往较大的粒块刚好磨细,而较小的粒块已经磨得过细,晶格结构受到破坏,球磨降低了荧光粉的结晶性,形貌不完整,尺寸不一粗糙度高,有棱角的颗粒,粉体堆积孔隙率高,导致透光率高,转换效率降低。
许多专家学者致力于晶体形貌的研究,希望获得较细的尺寸(如 2-3μm)和较窄的尺寸分布的非团聚球形晶粒。要获得球形晶体必须从塬料和工艺两方面入手,黄京根指出用球形Al2O3得到球形的BAM,平板型 Al2O3得到平板型BAM,林君采用喷雾热解制备一系列球形稀土发光材料,在化学共沉淀工艺中采用络合剂,控制PH可以获得几乎大小一致的球形躯体,王振川在溶胶凝胶制备前躯体中获得85%一致的球体,李强用高分子网络凝胶法制得YAG微粉。综合利用软化学和硬化学的不同特点,合成大小一致符合要求纯相球形晶体是今后努力方向。
YAG:Ce3+的发光特性
YAG:Ce3+荧光粉在蓝光,长波紫外光激发下部分蓝光被荧光体吸收,荧光体产生高效的黄色可见光发射,这种光能转换效率高、流明效率高,属于典型的下转换光致发光。铈激活的钇铝石榴石荧光粉最有效蓝光激发光谱,与InGaN芯片的发光光谱满意相匹配,转换成白光需要的黄光发射。为了提高显色性,可在组成上掺入红色波段发射稀土Pr3+和Sm3+或加入高效红色荧光粉,组成中增加稀土Gd的用量有利于低色温调制,转换光色对荧光粉层厚度非常敏感,调整YAG:Ce3+的品种和用量可以获得不同色温的白光。
铈激活的钇铝石榴石具有良好的物理和化学稳定性,耐电子辐射,具有优良的温度猝灭特性。该荧光粉流明维持受多种因素制约如塬料的纯度,灼烧后是否有杂相,晶体形貌,是否吸收了水气及氧化性气体,影响Ce3+的稳定,在荧光粉贮存,保管使用过程中要避免氧化环境,限制Ce3+→Ce4+的发生,努力提高 Ce3+的稳定性。用软化学合成近似球形均匀一致性荧光粉产品,发光亮度高、点胶涂敷性能好,企业经济效益明显提高。
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