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白光LED用红色荧光粉的制备及发光性能研究
摘要：
本文研究了白光LED用红色荧光粉的制备及发光性能，并对不同制备方法下荧光粉的光谱、荧光强度和热稳定性进行了分析。结果表明，采用上下汇流合成方法可以得到粒径较小、荧光强度较高的荧光粉，并且其热稳定性较好。通过将该荧光粉应用于白光LED，发现制备的红色荧光粉能够增强LED的红光发射强度和色彩饱和度，为实现高品质白光LED提供了新的可能性。
关键词：白光LED；红色荧光粉；制备；发光性能
1.引言
白光LED是一种具有高效节能、长寿命等优点的光源，已经得到广泛的应用。然而，当前商业化的白光LED多采用蓝色或紫色LED芯片激发黄色荧光粉的方式来实现白光发光。在这种方式下，由于黄色荧光粉只能发射有限范围内的光谱，因此会存在颜色还原度差、色温容易变化等问题，影响了LED的应用效果。因此，制备高品质白光LED需要发展新的荧光粉材料，以实现宽光谱发射、高色彩还原度等性能。
红色荧光粉由于具有窄谱线发射峰、高色度、发光强度大等优点，已经被广泛研究作为LED荧光粉材料。本文旨在研究白光LED用红色荧光粉的制备及发光性能，并对不同制备方法下荧光粉的光谱、荧光强度和热稳定性进行了分析，为实现高品质白光LED提供了新的可能性。
2.实验方法
2.1红色荧光粉的制备
本文采用溶胶-凝胶法和上下汇流合成法两种制备方法制备红色荧光粉。
①溶胶-凝胶法：将铝酸钠、铕离子和荧光粉前体(P2O5-B2O3-SiO2)按一定摩尔比混合，并将混合物转移到装有丙酮、水和甲基丙烯酸甲酯(0.25mol/L)的四口瓶中，加热搅拌至形成胶凝体。在300℃下煅烧4h后，得到荧光粉。
②上下汇流合成法：将铝酸钠和铕离子溶解于蒸馏水中形成溶胶，将荧光粉前体溶解于异丙醇、三乙胺、二乙氨基乙醇的混合液中形成凝胶。通过加热搅拌两相混合，使得溶胶和凝胶汇流，形成荧光粉前体粒子。在900℃下煅烧2h，得到荧光粉。
2.2发光性能的测试
采用荧光分光光度计测定荧光粉的光谱和荧光强度。采用差热分析仪测定荧光粉的热稳定性。
3.实验结果
3.1荧光粉的光谱和荧光强度
通过溶胶-凝胶法和上下汇流合成法制备出的荧光粉样品均为单一的红色荧光。两种制备方法制备的荧光粉样品在光谱上有所差异，上下汇流合成法制备的荧光粉样品在450nm处存在一个弱的吸收峰，而溶胶-凝胶法制备的荧光粉样品在460nm处存在一个较弱的发射峰。另外，上下汇流合成法制备的荧光粉荧光强度略高于溶胶-凝胶法制备的荧光粉。
3.2荧光粉的热稳定性
通过差热分析法测试可知，两种制备方法制备的荧光粉样品均在升温过程中出现分解峰，但是上下汇流合成法制备的荧光粉样品分解峰的温度较高，表现出更好的热稳定性。
3.3将荧光粉应用于白光LED的发光性能
将制备的红色荧光粉分别混合到硅胶中，并应用于白光LED器件中。通过荧光分光光度计测试，发现制备的红色荧光粉混合后，能够增强LED的红光发射强度和色彩饱和度，提高了LED的色彩精度和品质。在不同固化温度下，制备的红色荧光粉混合的白光LED均表现出较好的发光稳定性。
4.结论
采用上下汇流合成法制备的红色荧光粉粒径较小、荧光强度较高，并且具有更好的热稳定性。将制备的红色荧光粉应用于白光LED器件中，能够增强LED的红光发射强度和色彩饱和度，提高了LED的色彩精度和品质。制备的红色荧光粉为实现高品质白光LED提供了新的可能性。
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