發(fā)布時間：2017-06-21 19:12

  本文關(guān)鍵詞：高光效白光LED用藍(lán)光增透黃光增反膜的制備及其性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：白光LED因具有節(jié)能、環(huán)保、體積小、效率高及壽命長等優(yōu)點(diǎn)成為第四代綠色照明光源。目前GaN藍(lán)光芯片激發(fā)YAG:Ce黃光熒光粉的白光LED已經(jīng)商業(yè)化。但是界面反射、菲涅爾效應(yīng)和自身吸收等因素影響了LED的出光效率。因此,本文以提高白光LED的出光效率為目的,設(shè)計(jì)并制備了藍(lán)光增透黃光增反膜,具體包括以下內(nèi)容:(1)以ZnS、TiO2、MgF2分別作為高、中、低折射率材料,采用TFC軟件進(jìn)行膜系設(shè)計(jì),得到7層膜結(jié)構(gòu),膜厚為961 nm。在400-485 nm范圍的透過率達(dá)到98%,550-800 nm范圍的透過率高于99%,符合藍(lán)光增透黃光增反的要求。(2)采用磁控濺射法,在載玻片上沉積得到ZnS/TiO2/MgF2多層膜。通過掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、臺階儀、紫外-可見光分光光度計(jì)對多層膜的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進(jìn)行了表征。電鏡分析表明多層膜具有明顯的界面,表面結(jié)構(gòu)致密,薄膜顆粒尺寸大小較為均勻,7層膜的表面粗糙度RMS為6.229 nm,平整性較好,總膜厚為912 nm;透過率光譜表明在430-475 nm范圍內(nèi)的透過率約為57%,570-600 nm范圍內(nèi)的反射率約為90%。(3)以O(shè)E-6550A、OE-6550B、YAG:Ce熒光粉、四氫呋喃、正己烷為原料制備了YAG:Ce熒光膜。然后將ZnS/TiO2/MgF2多層膜與YAG:Ce熒光膜復(fù)合。通過紫外-可見光分光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)對薄膜的光學(xué)性能進(jìn)行了表征。紫外-可見光譜表明純YAG:Ce熒光膜吸收紫外光和藍(lán)光,復(fù)合薄膜在紫外光區(qū)域和藍(lán)光區(qū)域的吸收程度明顯降低,且復(fù)合膜在黃光區(qū)域沒有吸收峰。熒光光譜表明在以460 nm為激發(fā)波長時,純YAG:Ce熒光膜的最大發(fā)射峰在472 nm處,復(fù)合薄膜的最大發(fā)射峰在485 nm處,發(fā)射峰發(fā)生紅移,發(fā)射峰強(qiáng)度增大,在黃光區(qū)域的熒光強(qiáng)度基本為0。說明該研究制備的多層光學(xué)膜可以起到對藍(lán)光增透黃光增反的作用,在提高白光LED出光效率方面具有潛在應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：白光LED 膜系設(shè)計(jì) 磁控濺射 透過率
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 引言10
• 1.2 LED簡介10-18
• 1.2.1 LED的發(fā)展史10-12
• 1.2.2 LED的特點(diǎn)12-14
• 1.2.3 LED的發(fā)光原理14-17
• 1.2.4 LED的發(fā)光效率17-18
• 1.3 提高LED出光效率的方式18-20
• 1.3.1 表面粗化技術(shù)18-19
• 1.3.2 光子晶體技術(shù)19
• 1.3.3 透明襯底技術(shù)19
• 1.3.4 芯片倒裝技術(shù)19-20
• 1.3.5 布拉格發(fā)射技術(shù)20
• 1.3.6 增透膜技術(shù)20
• 1.4 薄膜制備方法20-24
• 1.4.1 溶膠-凝膠法20-21
• 1.4.2 化學(xué)氣相沉積法21
• 1.4.3 離子束輔助沉積法21-22
• 1.4.4 脈沖激光沉積法22
• 1.4.5 分子束外延法22
• 1.4.6 熱蒸發(fā)法22-23
• 1.4.7 磁控濺射法23-24
• 1.5 選題意義及研究內(nèi)容24-26
• 第二章 多層膜膜系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-42
• 2.1 引言26
• 2.2 薄膜光學(xué)的基本理論26-32
• 2.2.1 單層薄膜26-29
• 2.2.2 多層薄膜29-32
• 2.3 薄膜材料的選取32-35
• 2.3.1 薄膜材料的選取依據(jù)32-34
• 2.3.2 薄膜材料的選取34-35
• 2.4 膜系設(shè)計(jì)35-41
• 2.4.1 多層膜結(jié)構(gòu)模型35-36
• 2.4.2 多層膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法36-37
• 2.4.3 多層膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 第三章 ZnS/TiO_2/MgF_2多層膜的制備及性能研究42-56
• 3.1 引言42-43
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分43-47
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備43-44
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)藥品44-45
• 3.2.3 其他實(shí)驗(yàn)儀器45
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)基片的清潔處理45
• 3.2.5 ZnS/TiO_2/MgF_2多層薄膜的鍍制45-46
• 3.2.6 實(shí)驗(yàn)表征方法46-47
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論47-53
• 3.3.1 ZnS/TiO_2/MgF_2多層薄膜SEM分析47-49
• 3.3.2 ZnS/TiO_2/MgF_2多層薄膜AFM分析49-51
• 3.3.3 ZnS/TiO_2/MgF_2多層薄膜厚度分析51
• 3.3.4 ZnS/TiO_2/MgF_2多層薄膜紫外-可見光吸收光譜分析51-52
• 3.3.5 ZnS/TiO_2/MgF_2多層薄膜透過率光譜分析52-53
• 3.4 本章小結(jié)53-56
• 第四章 ZnS/TiO_2/MgF_2多層膜與YAG:Ce熒光膜的復(fù)合性能研究56-66
• 4.1 引言56-57
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分57-59
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品57
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器57-58
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)過程58-59
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)表征方法59
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論59-63
• 4.3.1 復(fù)合薄膜紫外-可見光吸收光譜分析59-60
• 4.3.2 復(fù)合薄膜透過率光譜分析60-62
• 4.3.3 復(fù)合薄膜熒光光譜分析62-63
• 4.4 本章小結(jié)63-66
• 第五章 結(jié)論與展望66-68
• 5.1 結(jié)論66-67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-76
• 致謝76-78
• 攻讀碩士期間科研成果78

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