【摘要】：傳統(tǒng)熒光粉制備的白光LED器件由于缺少紅光區(qū)域,顯色指數(shù)較低,使其應用受到很大限制。由于摻Mn量子點具有大的斯托克斯移動,幾乎沒有自吸收,且光譜可調(diào)等特性,其在白光LED等光電子器件領(lǐng)域上有著廣泛的應用前景。本論文針對量子點高濃度合成及其在白光LED器件上應用等方面開展研究。本論文通過改進文獻上的生長摻雜法,在1.5 L溶液中合成出了～10 g核殼結(jié)構(gòu)摻Mn量子點,有利于量子點的工業(yè)化生產(chǎn)。通過改變Mn的摻雜過程和量子點的殼層結(jié)構(gòu),使得量子點的波長在564nm到616nm范圍內(nèi)可調(diào)。實驗結(jié)果表明：配體濃度、單質(zhì)S摩爾量及活性劑油胺的添加時間對量子點的高密度成核起重要作用。本論文以CdSe、CuInS_2和CdS:Mn半導體量子點為例,基于量子點的白光LED器件的電光轉(zhuǎn)換過程,引入量子點的“類”光譜光效率函數(shù),給出了這類器件的色坐標、光效和量子點配料質(zhì)量等數(shù)值計算公式,理論計算了基于量子點的白光LED器件的性能參數(shù)值,并用實驗進行了驗證,且理論計算結(jié)果和實驗結(jié)果是一致的。為了改善油性量子點的毒性和提高其熒光穩(wěn)定性,擴大其使用范圍,本論文通過改進的反相微乳液法在CdS:Mn/ZnS量子點表面包覆SiO_2殼層。從TEM圖來看,量子點被很好地包覆在SiO_2殼層中。將量子點及其表面包覆SiO_2殼層的CdS:Mn/ZnS@SiO_2置于強紫外燈(波長為365nm,輻射強度為10 W/mm2)下照射,進行對比這兩種樣品的熒光強度和熒光壽命變化。實驗結(jié)果表明,在量子點表面包覆SiO_2殼層后,可以有效地提高量子點的光化學穩(wěn)定性。為了提高白光LED器件的穩(wěn)定性、延長其使用壽命,本論文使用無機二氧化硅溶膠來代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅膠封裝材料。本論文將熒光峰位在610 nm的CdS:Mn/ZnS@SiO_2量子點摻入到Y(jié)AG:Ce3+基白光LED器件中,實驗顯示了光譜中的紅光區(qū)域得到了明顯補償,顯色指數(shù)提高到88,顯著的改善了YAG:Ce3+基白光LED器件的顯色指數(shù)。
[Abstract]:Due to the lack of red region and low color index, the white LED devices fabricated by traditional phosphors are limited in application. Due to the large Stokes shift, almost no self-absorption, and spectral tunable properties of doped Mn quantum dots, they have wide application prospects in the field of white light LED and other optoelectronic devices. In this thesis, the high concentration synthesis of quantum dots and its application in white LED devices are studied. In this paper, Mn quantum dots with core-shell structure of ~ 10 g have been synthesized in 1.5L solution by improving the growth doping method in literature, which is beneficial to the industrial production of quantum dots. By changing the doping process of Mn and the shell structure of quantum dots, the wavelength of quantum dots can be adjusted from 564nm to 616nm. The experimental results show that the concentration of ligand, the molar amount of S and the addition time of oleamine play an important role in the nucleation of QDs. In this paper, taking CdSe,CuInS_2 and CdS:Mn semiconductor quantum dots as examples, based on the electro-optic conversion process of white light LED devices based on quantum dots, the "quasi-" spectral light efficiency function of quantum dots is introduced, and the chromatic coordinates of these devices are given. The theoretical calculation of the performance parameters of white light LED devices based on quantum dots is carried out and verified by experiments, and the theoretical results are in agreement with the experimental results. In order to improve the toxicity and fluorescence stability of oil quantum dots (QDs) and to expand their application range, the modified inverse microemulsion method was used to coat the SiO_2 shell on the surface of CdS:Mn/ZnS QDs. From the TEM diagram, the quantum dots are well encapsulated in the SiO_2 shell. The quantum dots and CdS:Mn/ZnS@SiO_2 coated with SiO_2 shell were irradiated with a strong ultraviolet lamp (wavelength 365 nm, radiation intensity 10 W/mm2). The fluorescence intensity and fluorescence lifetime of the two samples were compared. The experimental results show that the photochemical stability of quantum dots can be effectively improved by coating the SiO_2 shell on the surface of quantum dots. In order to improve the stability and prolong the service life of white LED devices, inorganic silica sol is used to replace the traditional silica packaging materials. In this paper, the fluorescence peak of CdS:Mn/ZnS@SiO_2 quantum dots at 610 nm is doped into the white LED device based on YAG:Ce3. The experimental results show that the red region of the spectrum is obviously compensated, and the chromogenic index is increased to 88. The color rendering index of white light LED devices based on YAG:Ce3 is improved significantly.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN312.8

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本文編號：2324417