CaAlSiN3-Eu2+熒光粉與熒光粉玻璃復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、近來新型顯示技術(shù)發(fā)展迅速。在投影顯示行業(yè)，傳統(tǒng)光源采用氣體放電燈或高壓汞燈，這種產(chǎn)品壽命僅有2000小時(shí)，同時(shí)因含有汞成分易造成環(huán)境污染。LPD（Laser Phosphor Display激光激發(fā)熒光粉）技術(shù)顯示光源具有長壽命，高效率，廣色域，無汞的特點(diǎn)，滿足人類綠色環(huán)保要求，可以全面替代傳統(tǒng)高壓汞燈產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于顯示產(chǎn)業(yè)。該技術(shù)通過單色激光結(jié)合含有紅、綠、黃等多種顏色的熒光粉色輪的旋轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)不同顏色的光輸出。通過樹脂、硅膠將熒光材

2、料涂覆封裝在高反射基底上，是目前制作熒光粉色輪的主要方法。由于LPD技術(shù)采用激光作為光源，激光長時(shí)間照射在熒光粉色輪上，會導(dǎo)致樹脂和硅膠老化、裂解、黃變，熒光粉性質(zhì)也會受到?jīng)_擊，進(jìn)而導(dǎo)致顯示畫質(zhì)嚴(yán)重下降。因此，尋找高性能的熒光粉和改變現(xiàn)有封裝模式是LPD技術(shù)中亟待解決的問題。
　　氮化物熒光粉具有量子效率高、光譜豐富、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種可用于LPD技術(shù)的高性能熒光粉。本文通過高溫固相反應(yīng)法制備了一系列Eu2+摻雜的CaAlS

3、iN3熒光粉。利用X射線衍射儀(XRD)、熒光光譜儀(PL)研究了制備工藝參數(shù)對 CaAlSiN3的物相組成和熒光性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)溫度為1700℃，反應(yīng)壓力為0.65 MPa，保溫時(shí)間為3 h時(shí)，熒光粉的結(jié)晶性最好，發(fā)光強(qiáng)度也最高。當(dāng)Eu2+摻雜濃度為4％時(shí)，樣品的發(fā)光強(qiáng)度最高，濃度繼續(xù)增加，出現(xiàn)“濃度猝滅”現(xiàn)象。且隨著摻雜濃度的增加，發(fā)射光譜出現(xiàn)“紅移”現(xiàn)象。其次，通過改變基質(zhì)陽離子的方法，可在一定范圍內(nèi)對發(fā)射峰波長進(jìn)行

4、調(diào)控。
　　針對硅膠和樹脂的老化、裂解問題，本文以鉍硼酸鹽玻璃粉為粘結(jié)劑，制備了CaAlSiN3:Eu2+熒光粉玻璃復(fù)合材料。該復(fù)合材料表面平整，厚度約100μm。FE-SEM和激光共聚焦顯微鏡顯示，熒光粉顆粒均勻地分散在玻璃基體中。熒光粉比例為50 v/v%時(shí)，熒光測試結(jié)果顯示，該復(fù)合材料仍可保持42%的發(fā)光強(qiáng)度，此時(shí)的量子效率為54%；熱穩(wěn)定性測試結(jié)果顯示，300℃下，該復(fù)合材料仍可保持74%的發(fā)光強(qiáng)度；力學(xué)性能測試結(jié)果顯示，

5、其抗折強(qiáng)度可達(dá)28.5 MPa。這些結(jié)果表明 CaAlSiN3:Eu2+熒光粉玻璃復(fù)合材料綜合性能優(yōu)異，在激光顯示領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。
　　本文還制備了 YAG:Ce3+熒光粉玻璃復(fù)合材料，并將其與CaAlSiN3:Eu2+復(fù)合材料進(jìn)行對比。鉍硼酸鹽玻璃和 YAG:Ce3+熒光粉都是通過氧化物制得的，二者的化學(xué)成分相似，因此，鉍硼酸鹽玻璃對 YAG:Ce3+顆粒具有更好的潤濕性。另外，YAG:Ce3+復(fù)合材料還具有更高的抗折強(qiáng)度