【摘 要】
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白光LED（Light emitting diode）因具有良好的稳定性、环保和节能等优点,在通用照明和显示等领域有着广泛的应用。当前商用白光LED主要由蓝光LED芯片和分散在有机硅胶/树脂中的YAG:Ce3+黄色荧光粉制成。然而,有机树脂基体导热性能差,芯片蓄热使得大功率器件中有机封装材料老化和黄化,对器件的发光效率和色度性能等产生不利影响,造成器件的可靠性和寿命大大降低。荧光玻璃在封装过程中无
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白光LED（Light emitting diode）因具有良好的稳定性、环保和节能等优点,在通用照明和显示等领域有着广泛的应用。当前商用白光LED主要由蓝光LED芯片和分散在有机硅胶/树脂中的YAG:Ce3+黄色荧光粉制成。然而,有机树脂基体导热性能差,芯片蓄热使得大功率器件中有机封装材料老化和黄化,对器件的发光效率和色度性能等产生不利影响,造成器件的可靠性和寿命大大降低。荧光玻璃在封装过程中无需使用环氧树脂,具有耐高温、稳定性好等优点,其有望取代传统荧光粉成为白光LED用荧光材料。本文选用声子能量较低的锗酸盐玻璃作为基质,采用高温熔融淬火法制备了一系列稀土离子和过渡金属离子掺杂的荧光玻璃,研究了稀土离子和过渡金属离子的发光性能,探讨了其在白光LED中的潜在应用。主要研究内容如下:（1）制备了不同浓度Sm3+掺杂的锗酸盐玻璃。基于吸收光谱,采用Judd-Ofelt（J-O）理论研究了荧光玻璃中Sm3+的光学跃迁性质,计算了Sm3+在锗酸盐玻璃中的J-O参数Ωλ（λ=2、4、6）。同时,依据激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线,探讨了Sm3+的发光特性。实验结果表明,Sm3+之间的电偶极-电偶极相互作用是导致其发光产生浓度猝灭的主要原因。温度依赖的发射光谱研究结果表明,该体系玻璃样品具有优异的发光热稳定性。（2）制备了Bi3+单掺杂、Sm3+/Bi3+共掺杂以及Sm3+/Bi3+/Tb3+共掺杂锗酸盐玻璃。通过测量Bi3+单掺杂锗酸盐玻璃样品的吸收光谱、激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线,研究了Bi3+的发光性质。通过分析Bi3+/Sm3+共掺锗酸盐玻璃样品的激发光谱和发射光谱,证明Bi3+到Sm3+存在能量传递。在Bi3+/Sm3+共掺杂样品中引入绿色发光中心Tb3+,制备了Bi3+/Sm3+/Tb3+共掺杂样品,344 nm紫外光激发下样品呈现白光发射。（3）制备了不同含量Mn2+掺杂的锗酸盐玻璃,探讨了Mn2+含量和玻璃基质的光学碱度对Mn2+发光特性的影响,研究了Mn2+/Bi3+共掺杂锗酸盐玻璃的发光性质。通过分析Mn2+掺杂锗酸盐玻璃温度依赖的发射光谱,计算得到Mn2+的发光热猝灭激活能为0.217e V。通过改变玻璃基质的光学碱度,实现了对Mn2+掺杂锗酸盐玻璃的发射光谱的发射峰位置和带宽的调控。288 nm紫外光激发下,Mn2+/Bi3+共掺杂样品实现了白光输出。
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