| csk9818 |
2009-12-13 19:34 |
提高YAG:Ce熒光粉穩(wěn)定性的方法探討
高光效、長壽命、低價格是白光LED進入普通照明必過的三關(guān)，提高芯片的內(nèi)外量子效率、高技巧封裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計及工藝、提高YAG：Ce3＋的光轉(zhuǎn)換效率是當(dāng)前直面的三題，認(rèn)真研究粉體的相結(jié)構(gòu)，顆粒形貌和發(fā)光特性，合成純相、大小均勻的球形熒光粉是熒光粉工程師的基本功，穩(wěn)定Ce3＋的濃度在封裝過程必須十分重視。 K]s*rPT/,
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在Y2O3-AL2O3體系中，通過XRD可發(fā)現(xiàn)三種不同的相，其中Y3AL5O12（YAG）釔鋁石榴石相、YALO3（YAP）釔鋁鈣鈦礦相和Y4AL2O9（YAM）釔鋁單斜相。后兩種YAP和YAM為中間相。通過亮度測定，只有純YAG相發(fā)光亮度最高。傳統(tǒng)的硬化學(xué)合成中由于原料混合均勻困難，受固相化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)因素的影響，反應(yīng)需要在較高的溫度（>1600℃）和較長時間（如數(shù)小時）中間相才能轉(zhuǎn)化為YAG純相。在軟化學(xué)合成中，也同樣存在YAP-YAM-YAG中間相的多階段轉(zhuǎn)化，只是溫度（如1350-1450℃）和時間（1.5-2小時）的差異，因此化學(xué)反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間是獲得純相的基本條件。 T**v!Ls
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鈰激活的釔鋁石榴石YAG：Ce3＋是立方晶體，AL 位于晶體的四面體和八面體格位，Y位于十二面體格位，同ⅢＢ族元素的三價離子Sc3+ 、La3+ 、Gd3+和 Lu3+具有與 Y3+相同飽和裸露外電子層，原子半徑相近，都有可能形成十二面體晶格。由于Sc、Lu價格高、Gd的敏化效果好于La，在合成這類晶體時會選擇Gd取代部份Y作為基質(zhì)材料，同理，同ⅢA族元素的三價離子Ga3+、In3+具有與Al3+相同裸露外電子層，能進入八面體和四面體格位，也作為基質(zhì)材料，只是Ga3+和In3+的離子半徑大于Al3+，其發(fā)光波長有藍(lán)移。因此實際合成YAG的組成為（Y1-a-bCeaGdb）3（AL1-cGac）5O12。LED白光是由 InGaN基芯片發(fā)出的460nm藍(lán)光和YAG熒光粉吸收部分藍(lán)光發(fā)出555nm左右的黃綠色光混色產(chǎn)生。由于紅色光波不足，因此在合成低色溫YAG時摻入發(fā)射612nmPr3+和增強發(fā)射效果的Sm3+等共激活劑。 io^ L [
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Ce3+作為主激活劑其發(fā)光強度，光致發(fā)光光譜及色坐標(biāo)值與Ce3+ 濃度密切相關(guān)，Ce3+有最佳濃度。含量不足，發(fā)光效率不高，含量高了發(fā)生濃度猝滅，影響Ce3+濃度的因素都對光轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生直接影響。譬如化學(xué)組成、原料純度，由Ce4+還原為Ce3+的還原條件，還原程度，對已獲得Ce3+如何避免氧化為Ce4+，這是影響YAG：Ce3+發(fā)光效率和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。 ;.EW7` )Z
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助熔劑的選擇既要有利于基質(zhì)Y、Gd、Al、Ga等進入格位也要有利于激活劑Ce3+、Pr3+、Sm3+等進入格位，還要考慮便于在后處理工序中易于去除，避免摻雜以外原子的殘留，減少雜相�？蛇x擇與AL同類元素的B2O3、AlF3、AlCl3、BaF2、NH4F、 NH4Cl等，可選擇單一或數(shù)種復(fù)合，實際效果以數(shù)種復(fù)合為佳。 ZA
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