通过能量传递实现KBaPO4:Ce3＋,Tb3＋荧光粉的光谱调控

焦妍梅,刘 杰

(青岛科技大学 化学与分子工程学院,山东 青岛266042)

稀土离子激活的无机材料常被用作制造光电子装置中的发光材料[1]。这些光电子装置在照明以及显示行业应用广泛,具有提高能源利用率和优化环境的优点[2-4]。其中白光发光二极管(WLED)具有能耗低、体积小、寿命长、光效强、生产工艺简单、环境友好、成本低廉等优点。目前实现白光的方法主要有3种:一是将蓝色LED 芯片与Y3Al5O12:Ce3＋黄色荧光粉组合起来的商用白色发光二极管,存在着显色性较低,缺少暖色成分的缺点[5-6]。二是蓝色LED 芯片与红色/绿色荧光粉组合起来的白光LED,这种方法制成的白光LED 会受到荧光粉的发光性能的影响。三是将红色、绿色和蓝色荧光粉混合涂在近紫外LED 芯片上组合发出白光。这种方式具有显色指数高,色温可调的优点[7-8]。

Tb3＋由于5D4-7F5跃迁在549 nm 处产生一个发射峰,因此常被用作绿光荧光粉的激活剂,但是Tb3＋的跃迁存在4f-4f禁带,在紫外区域吸收能力较弱。Ce3＋由于f-d跃迁,掺入不同的基质中会在紫外、近紫外甚至可见光区产生很强的吸收峰,可以弥补Tb3＋的吸收缺陷。在很多基质中,都可以发生Ce3＋/Tb3＋的能量传递,例如铝酸盐、硅酸盐、磷酸盐、氟化物等,因此Ce3＋/Tb3＋共掺的荧光粉可以用作白光LED 的绿色部分[9]。

本工作通过高温固相法合成了一种颜色可调的荧光粉KBaPO4:Ce3＋,Tb3＋,并研究了其微观结构、光致发光、能量传递机理和浓度猝灭机理。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

无水碳酸钾(AR)、碳酸钡(AR)、磷酸二氢铵(AR)、二氧化铈(AR)、氧化铽(AR),国药集团化学试剂有限公司。……