LED氮氧化物熒光粉優(yōu)化合成、物質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化與發(fā)光熱穩(wěn)定性及老化機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2019-07-24 16:01
【摘要】:白光LED作為新一代照明光源,其發(fā)展受到廣泛關(guān)注。熒光粉是白光LED最關(guān)鍵原材料,氮氧化物和氮化物熒光粉發(fā)光效率高、熱穩(wěn)定性好,能有效提高白光LED發(fā)光效率,提高顯指,降低色溫。高性能熒光粉一直為商業(yè)所追求,SrSi2O2N2:Eu2+氮氧化物熒光粉發(fā)光效率也有待進(jìn)一步提升目前以氮化物為原料合成氮化物Sr2Si5N8:Eu2+的成本較高,且熱穩(wěn)定性和老化機(jī)理不明確,。本文首先圍繞LED氮氧化物綠色熒光粉SrSi2O2N2:Eu2+,通過(guò)對(duì)原料中Sr源化合物類別、決定陰離子基團(tuán)的SiO2/Si3N4配比、助熔劑種類與濃度水平、還原氣氛與反應(yīng)器材質(zhì)展開(kāi)系統(tǒng)優(yōu)化,成功探索出在380nm激發(fā)下內(nèi)量子效率達(dá)到100%的SrSi2O2N2:Eu2+優(yōu)化合成工藝。利用含碳鍶源SrCO3與SrC2O4合成的SrSi2O2N2:Eu2+熒光粉中會(huì)出現(xiàn)LED紅色熒光粉Sr2Si5N8:Eu2+雜相,為此,本文進(jìn)一步研究了在1400℃相對(duì)較低溫度條件下采用碳熱還原與氮化反應(yīng)合成SrSi2O2N2:Eu2+的技術(shù)路線,合成產(chǎn)物中出現(xiàn)大量Sr2Si5N8:Eu2+相,借助高分辨透射電鏡在熒光粉顆粒表面觀察到非晶相。通過(guò)采用均勻混碳以及把碳平鋪在熒光粉底部?jī)煞N不同方式,揭示碳熱還原與氮化反應(yīng)有利于合成氮化物相的機(jī)理是由于反應(yīng)的釋放與局部熱傳導(dǎo),導(dǎo)致局部區(qū)域溫度遠(yuǎn)高于反應(yīng)設(shè)定溫度,這也是非晶相產(chǎn)生的根本機(jī)制。其次,分別采用SrO、Sr2Si04、SrSi2O2N2作為前驅(qū)體,探索了從氧化物直接向Sr2Si5N8:Eu2+氮化物、從氧化物向氮氧化物以及從氮氧化物向純氮化物的不同轉(zhuǎn)化路徑,研究結(jié)果表明,采用多步轉(zhuǎn)化法通過(guò)增加前驅(qū)物結(jié)晶有序度并減少反應(yīng)活化能,有助于提高氮化物合成目標(biāo)產(chǎn)物的純度,探索出低成本合成Sr2Si5N8:Eu2+氮化物熒光粉更佳有效的途徑。最后,對(duì)LED紅色熒光粉Sr2Si5N8:Eu2+發(fā)光熱猝滅、熱劣化和老化機(jī)理進(jìn)行研究表明,激發(fā)態(tài)中電子占據(jù)態(tài)隨Eu2+濃度不同發(fā)生顯著變化,從激發(fā)態(tài)向?qū)ё噪婋x是熱猝滅主要機(jī)制,Eu2+被氧化為Eu3+以及缺陷反應(yīng)是產(chǎn)生熱劣化與老化的主要因素。以上研究成果對(duì)于開(kāi)發(fā)以金屬氧化物為原料高品質(zhì)LED氮氧化物熒光粉合成新工藝,并提高氮氧化物熒光粉發(fā)光效率、熱穩(wěn)定性和可靠性,具有重要理論指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。
【圖文】:
圖1.1邋LED的應(yīng)用逡逑Figure邋1.1邋Applications邋of邋light邋emkting邋diodes逡逑LED照明有助于全球節(jié)能,在非洲等貧困地區(qū),,LED照明僅依靠低成逡逑的太陽(yáng)能就可實(shí)現(xiàn),這對(duì)于不能享受強(qiáng)電福利的人民來(lái)說(shuō),其生活品質(zhì)逡逑有巨大的轉(zhuǎn)變。國(guó)家"十二五"科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃將半導(dǎo)體照明提至戰(zhàn)略高逡逑提出兩年內(nèi)半導(dǎo)體照明份額提高至通用照明的30%的目標(biāo),目前,這一目逡逑本實(shí)現(xiàn)(僅廣東。玻埃保茨辏蹋牛男袠I(yè)產(chǎn)值已達(dá)%00億元)。去年,盛光LED逡逑
具有單向的導(dǎo)電性(主要是P-N結(jié))。(4)金線,作用聯(lián)合晶片于支架,使它們逡逑能夠?qū)ā#ǎ担┓庋b樹(shù)脂,作用是保護(hù)LED內(nèi)部結(jié)構(gòu),還可改變LED內(nèi)部顏色,逡逑角度和亮度,使LED能夠成型。(6)模條,模條LED成形的模具。圖1.3為發(fā)逡逑光二極管芯片的基本結(jié)構(gòu)圖。逡逑氣邐義聲《嚴(yán)f婷匆ㄥ義希苠澹誨澹義蟣掑義希垮巍危凍喬懾義蝦琹挸汕懾義賢跡保沖澹蹋牛男酒幕窘峁瑰義希疲椋紓酰潁邋澹保沖澹櫻簦潁酰悖簦酰潁邋澹錚駑澹歟椋紓瑁翦澹澹恚椋簦簦椋睿玨澹洌椋錚洌邋澹悖瑁椋皰義戲⒐舛芷叮埃┯砂氳繼宀牧現(xiàn)瞥,(^GG倍芪⒐庵魈宓姆⒐餛麇義霞,发除r獾牟ǔず嗆焱夤、可见桂h白賢夤狻T哂辛礁齙緙俗櫻義銑莆行筒愫停渦筒,哉E患擁繆溝那榭魷攏星停吻亓髯擁睦┥⒃阱義夏誆康緋〉淖饔孟麓锏狡膠猓聳倍懿壞嫉紓輝詰緙涫┘誘虻縉,辶x賢ㄈ爰〉牡緦鰨星目昭ń潁吻貧,而N区道`詠潁星巫擼義系繾雍涂昭ń懈春,将剩余能量光的袉(wèn)郊し⑹頭懦隼礎(chǔ)e義希保常舶墜猓蹋牛牡氖迪址絞藉義習(xí)墜猓蹋牛鬧饕辛街腫畛S玫氖迪址絞劍唬ń卸嘈酒劍ǎ停茫,即[x瘢牽洛義蝦銑珊停ǎ玻┣曬夥鄣淖皇劍ǎ校茫。臍
本文編號(hào):2518733
【圖文】:
圖1.1邋LED的應(yīng)用逡逑Figure邋1.1邋Applications邋of邋light邋emkting邋diodes逡逑LED照明有助于全球節(jié)能,在非洲等貧困地區(qū),,LED照明僅依靠低成逡逑的太陽(yáng)能就可實(shí)現(xiàn),這對(duì)于不能享受強(qiáng)電福利的人民來(lái)說(shuō),其生活品質(zhì)逡逑有巨大的轉(zhuǎn)變。國(guó)家"十二五"科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃將半導(dǎo)體照明提至戰(zhàn)略高逡逑提出兩年內(nèi)半導(dǎo)體照明份額提高至通用照明的30%的目標(biāo),目前,這一目逡逑本實(shí)現(xiàn)(僅廣東。玻埃保茨辏蹋牛男袠I(yè)產(chǎn)值已達(dá)%00億元)。去年,盛光LED逡逑
具有單向的導(dǎo)電性(主要是P-N結(jié))。(4)金線,作用聯(lián)合晶片于支架,使它們逡逑能夠?qū)ā#ǎ担┓庋b樹(shù)脂,作用是保護(hù)LED內(nèi)部結(jié)構(gòu),還可改變LED內(nèi)部顏色,逡逑角度和亮度,使LED能夠成型。(6)模條,模條LED成形的模具。圖1.3為發(fā)逡逑光二極管芯片的基本結(jié)構(gòu)圖。逡逑氣邐義聲《嚴(yán)f婷匆ㄥ義希苠澹誨澹義蟣掑義希垮巍危凍喬懾義蝦琹挸汕懾義賢跡保沖澹蹋牛男酒幕窘峁瑰義希疲椋紓酰潁邋澹保沖澹櫻簦潁酰悖簦酰潁邋澹錚駑澹歟椋紓瑁翦澹澹恚椋簦簦椋睿玨澹洌椋錚洌邋澹悖瑁椋皰義戲⒐舛芷叮埃┯砂氳繼宀牧現(xiàn)瞥,(^GG倍芪⒐庵魈宓姆⒐餛麇義霞,发除r獾牟ǔず嗆焱夤、可见桂h白賢夤狻T哂辛礁齙緙俗櫻義銑莆行筒愫停渦筒,哉E患擁繆溝那榭魷攏星停吻亓髯擁睦┥⒃阱義夏誆康緋〉淖饔孟麓锏狡膠猓聳倍懿壞嫉紓輝詰緙涫┘誘虻縉,辶x賢ㄈ爰〉牡緦鰨星目昭ń潁吻貧,而N区道`詠潁星巫擼義系繾雍涂昭ń懈春,将剩余能量光的袉(wèn)郊し⑹頭懦隼礎(chǔ)e義希保常舶墜猓蹋牛牡氖迪址絞藉義習(xí)墜猓蹋牛鬧饕辛街腫畛S玫氖迪址絞劍唬ń卸嘈酒劍ǎ停茫,即[x瘢牽洛義蝦銑珊停ǎ玻┣曬夥鄣淖皇劍ǎ校茫。臍
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