基于量子阱/量子點(diǎn)共振能量轉(zhuǎn)移機(jī)制的高效率白光LED的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-25 10:01
隨著節(jié)能意識(shí)和需求的逐步提高,白光LED固態(tài)照明在全世界都得到廣泛的關(guān)注和發(fā)展。目前,白光LED主要采用高效率藍(lán)紫光LED激發(fā)熒光粉轉(zhuǎn)化為黃、綠和紅光混合得到白光,然而基于熒光粉轉(zhuǎn)化的白光LED存在著易老化、轉(zhuǎn)化效率低、色溫偏低等諸多缺點(diǎn)。而采用量子點(diǎn)替代熒光粉作為下轉(zhuǎn)換材料具有轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性和顯色性好等優(yōu)點(diǎn)。本論文首先采用CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)綠、黃、紅光量子點(diǎn)及YAG黃色熒光粉作為光轉(zhuǎn)換材料,以InGaN藍(lán)光LED芯片作為激發(fā)光源制備五種不同結(jié)構(gòu)的白光LED,分別為直接熒光粉涂敷;綠、黃、紅光量子點(diǎn)混合涂敷;綠、紅量子點(diǎn)加黃色熒光粉混合涂敷;量子點(diǎn)在熒光粉之上涂敷以及熒光粉在量子點(diǎn)之上涂敷的白光LED。經(jīng)過測(cè)試分析和對(duì)比,得出在量子點(diǎn)涂敷在熒光粉之上同時(shí)綠色量子點(diǎn):黃色熒光粉:紅色量子點(diǎn)的質(zhì)量配比定為5:2:1的條件下制備的白光LED器件的顯色指數(shù)達(dá)到了 88,光效為113.5 lm/W,是相對(duì)最優(yōu)化的表面涂敷型白光LED的結(jié)構(gòu)。其次,本論文在研究InGaN量子阱和CdSe/(Zn,Cd)S量子點(diǎn)之間的共振能量轉(zhuǎn)移機(jī)理的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并制備了納米孔陣列型量子點(diǎn)白光LED。采用L...
【文章來(lái)源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 LED的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用
1.2.1 LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用
1.2.2 LED在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用
1.3 白光LED實(shí)現(xiàn)方式
1.4 本論文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 量子點(diǎn)在白光LED中的應(yīng)用
2.1 量子點(diǎn)簡(jiǎn)介
2.1.1 量子點(diǎn)的特性
2.1.2 半導(dǎo)體量子點(diǎn)光學(xué)特性
2.1.3 量子點(diǎn)器件的主要應(yīng)用
2.2 量子點(diǎn)作為電致發(fā)光材料在LED中的應(yīng)用
2.3 量子點(diǎn)作為熒光轉(zhuǎn)換材料在LED中的應(yīng)用
2.3.1 表面涂覆型量子點(diǎn)LED
2.3.2 共振能量轉(zhuǎn)移型量子點(diǎn)LED
2.4 本章小結(jié)
第三章 表面涂覆型量子點(diǎn)白光LED的研究
3.1 實(shí)驗(yàn)材料和器材
3.2 量子點(diǎn)白光LED的制備流程
3.2.1 熒光粉涂敷LED的制備
3.2.2 量子點(diǎn)涂敷LED的制備
3.2.3 熒光粉和量子點(diǎn)混合涂敷LED的制備
3.2.4 熒光粉在量子點(diǎn)之上涂敷LED的制備
3.2.5 量子點(diǎn)在熒光粉之上涂敷LED的制備
3.3 表面涂覆型量子點(diǎn)白光LED的表征
3.3.1 光學(xué)性能表征
3.3.2 色彩學(xué)性能表征
3.4 測(cè)試結(jié)果與討論
3.4.1 熒光粉與硅膠配比對(duì)白光LED光學(xué)性能的影響
3.4.2 綠、黃、紅三色量子點(diǎn)的配比對(duì)白光LED光學(xué)性能的影響
3.4.3 量子點(diǎn)與熒光粉混合配比對(duì)白光LED光學(xué)性能的影響
3.4.4 量子點(diǎn)與熒光粉混合涂敷方式對(duì)白光LED光學(xué)性能的影響
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于共振能量轉(zhuǎn)移機(jī)制量子點(diǎn)白光LED器件的研究
4.1 納米孔陣列型量子點(diǎn)白光LED的器件結(jié)構(gòu)
4.2 量子點(diǎn)白光LED的工藝流程
4.3 干涉曝光法制備納米孔陣列的研究
4.3.1 勞厄德激光干涉光刻系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)
4.3.2 干涉光刻加工納米圖形結(jié)構(gòu)
4.3.3 小結(jié)
4.4 測(cè)試結(jié)果與分析
4.4.1 不同量子點(diǎn)濃度對(duì)量子點(diǎn)白光LED芯片的影響
4.4.2 多色量子點(diǎn)混合旋涂的白光LED的制備
4.4.3 小結(jié)
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 吳鳴鳴,仇帥,李小佳,徐杰,張艷艷. 新材料產(chǎn)業(yè). 2016(11)
[2]白光LED遠(yuǎn)程熒光粉技術(shù)研究進(jìn)展與展望[J]. 周青超,柏澤龍,魯路,鐘海政. 中國(guó)光學(xué). 2015(03)
[3]紅、綠CdSe@ZnS量子點(diǎn)配比對(duì)三波段標(biāo)準(zhǔn)白光LED器件的影響[J]. 陳赟漢,張雪,周潔,曹進(jìn),張建華,殷錄喬,朱文清. 發(fā)光學(xué)報(bào). 2014(08)
[4]Optimization of light efficacy and angular color uniformity by hybrid phosphor particle size for white light-emitting diode[J]. Dong-Chuan Chen,Zhu-Guang Liu,Zhong-Hua Deng,Chong Wang,Yong-Ge Cao,Quan-Lin Liu. Rare Metals. 2014(03)
[5]納米材料的特性[J]. 任慶云,王松濤,王志平. 廣東化工. 2014(03)
[6]基于量子點(diǎn)的白光二極管的研究進(jìn)展[J]. 劉鵬,蔣玉蓉,楊盛誼. 半導(dǎo)體光電. 2013(02)
[7]高顯色白光LED的制備與研究分析[J]. 胡長(zhǎng)奇,張方輝. 功能材料. 2013(03)
[8]膠體量子點(diǎn)多色LED的設(shè)計(jì)、制備和表征[J]. 張文君,翟保才,許鍵. 光電工程. 2012(11)
[9]垂直結(jié)構(gòu)多色量子點(diǎn)LED(QD-LED)最新進(jìn)展[J]. 張文君,許鍵,翟保才. 光學(xué)技術(shù). 2012(05)
[10]LED是汽車照明應(yīng)用發(fā)展的趨勢(shì)[J]. 陶永亮. 輕型汽車技術(shù). 2012(Z1)
博士論文
[1]量子點(diǎn)熒光粉發(fā)光機(jī)理、LED制備及用于可見光通信的帶寬特性研究[D]. 林以軍.吉林大學(xué) 2016
[2]Ⅱ-Ⅵ族油溶性量子點(diǎn)的制備、修飾及應(yīng)用研究[D]. 王解兵.上海交通大學(xué) 2013
[3]CdTe及其核殼結(jié)構(gòu)納米晶的水相合成與熒光性能研究[D]. 王美平.成都理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于ZnO做電子傳輸層的白光量子點(diǎn)LED研究[D]. 張迪.天津工業(yè)大學(xué) 2016
[2]量子點(diǎn)與有機(jī)聚合物復(fù)合電致發(fā)光[D]. 劉志民.北京交通大學(xué) 2014
[3]量子點(diǎn)發(fā)光二極管的制備與穩(wěn)定性研究[D]. 陶景.河南大學(xué) 2013
[4]LED照明燈具壽命影響因素及測(cè)試方法的研究[D]. 鄒琳.大連工業(yè)大學(xué) 2013
[5]熔融法制備較高密度PbSe量子點(diǎn)玻璃關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 張艷妮.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
[6]鍍膜玻璃的生產(chǎn)工藝和膜層性能的研究[D]. 王春華.大連海事大學(xué) 2011
[7]化學(xué)法制備雄黃量子點(diǎn)及其機(jī)理的研究[D]. 楊菲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[8]以聚芴類藍(lán)光為主體材料的聚合物白光發(fā)光二極管的研究[D]. 王保爭(zhēng).華南理工大學(xué) 2011
[9]單基白光LED硅酸鹽熒光粉的合成、表征和發(fā)光性質(zhì)[D]. 陳茜.湖南師范大學(xué) 2011
[10]用于白光LED的有機(jī)/無(wú)機(jī)熒光粉的研制[D]. 張睿君.大連理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3457171
【文章來(lái)源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 LED的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用
1.2.1 LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用
1.2.2 LED在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用
1.3 白光LED實(shí)現(xiàn)方式
1.4 本論文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 量子點(diǎn)在白光LED中的應(yīng)用
2.1 量子點(diǎn)簡(jiǎn)介
2.1.1 量子點(diǎn)的特性
2.1.2 半導(dǎo)體量子點(diǎn)光學(xué)特性
2.1.3 量子點(diǎn)器件的主要應(yīng)用
2.2 量子點(diǎn)作為電致發(fā)光材料在LED中的應(yīng)用
2.3 量子點(diǎn)作為熒光轉(zhuǎn)換材料在LED中的應(yīng)用
2.3.1 表面涂覆型量子點(diǎn)LED
2.3.2 共振能量轉(zhuǎn)移型量子點(diǎn)LED
2.4 本章小結(jié)
第三章 表面涂覆型量子點(diǎn)白光LED的研究
3.1 實(shí)驗(yàn)材料和器材
3.2 量子點(diǎn)白光LED的制備流程
3.2.1 熒光粉涂敷LED的制備
3.2.2 量子點(diǎn)涂敷LED的制備
3.2.3 熒光粉和量子點(diǎn)混合涂敷LED的制備
3.2.4 熒光粉在量子點(diǎn)之上涂敷LED的制備
3.2.5 量子點(diǎn)在熒光粉之上涂敷LED的制備
3.3 表面涂覆型量子點(diǎn)白光LED的表征
3.3.1 光學(xué)性能表征
3.3.2 色彩學(xué)性能表征
3.4 測(cè)試結(jié)果與討論
3.4.1 熒光粉與硅膠配比對(duì)白光LED光學(xué)性能的影響
3.4.2 綠、黃、紅三色量子點(diǎn)的配比對(duì)白光LED光學(xué)性能的影響
3.4.3 量子點(diǎn)與熒光粉混合配比對(duì)白光LED光學(xué)性能的影響
3.4.4 量子點(diǎn)與熒光粉混合涂敷方式對(duì)白光LED光學(xué)性能的影響
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于共振能量轉(zhuǎn)移機(jī)制量子點(diǎn)白光LED器件的研究
4.1 納米孔陣列型量子點(diǎn)白光LED的器件結(jié)構(gòu)
4.2 量子點(diǎn)白光LED的工藝流程
4.3 干涉曝光法制備納米孔陣列的研究
4.3.1 勞厄德激光干涉光刻系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)
4.3.2 干涉光刻加工納米圖形結(jié)構(gòu)
4.3.3 小結(jié)
4.4 測(cè)試結(jié)果與分析
4.4.1 不同量子點(diǎn)濃度對(duì)量子點(diǎn)白光LED芯片的影響
4.4.2 多色量子點(diǎn)混合旋涂的白光LED的制備
4.4.3 小結(jié)
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 吳鳴鳴,仇帥,李小佳,徐杰,張艷艷. 新材料產(chǎn)業(yè). 2016(11)
[2]白光LED遠(yuǎn)程熒光粉技術(shù)研究進(jìn)展與展望[J]. 周青超,柏澤龍,魯路,鐘海政. 中國(guó)光學(xué). 2015(03)
[3]紅、綠CdSe@ZnS量子點(diǎn)配比對(duì)三波段標(biāo)準(zhǔn)白光LED器件的影響[J]. 陳赟漢,張雪,周潔,曹進(jìn),張建華,殷錄喬,朱文清. 發(fā)光學(xué)報(bào). 2014(08)
[4]Optimization of light efficacy and angular color uniformity by hybrid phosphor particle size for white light-emitting diode[J]. Dong-Chuan Chen,Zhu-Guang Liu,Zhong-Hua Deng,Chong Wang,Yong-Ge Cao,Quan-Lin Liu. Rare Metals. 2014(03)
[5]納米材料的特性[J]. 任慶云,王松濤,王志平. 廣東化工. 2014(03)
[6]基于量子點(diǎn)的白光二極管的研究進(jìn)展[J]. 劉鵬,蔣玉蓉,楊盛誼. 半導(dǎo)體光電. 2013(02)
[7]高顯色白光LED的制備與研究分析[J]. 胡長(zhǎng)奇,張方輝. 功能材料. 2013(03)
[8]膠體量子點(diǎn)多色LED的設(shè)計(jì)、制備和表征[J]. 張文君,翟保才,許鍵. 光電工程. 2012(11)
[9]垂直結(jié)構(gòu)多色量子點(diǎn)LED(QD-LED)最新進(jìn)展[J]. 張文君,許鍵,翟保才. 光學(xué)技術(shù). 2012(05)
[10]LED是汽車照明應(yīng)用發(fā)展的趨勢(shì)[J]. 陶永亮. 輕型汽車技術(shù). 2012(Z1)
博士論文
[1]量子點(diǎn)熒光粉發(fā)光機(jī)理、LED制備及用于可見光通信的帶寬特性研究[D]. 林以軍.吉林大學(xué) 2016
[2]Ⅱ-Ⅵ族油溶性量子點(diǎn)的制備、修飾及應(yīng)用研究[D]. 王解兵.上海交通大學(xué) 2013
[3]CdTe及其核殼結(jié)構(gòu)納米晶的水相合成與熒光性能研究[D]. 王美平.成都理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于ZnO做電子傳輸層的白光量子點(diǎn)LED研究[D]. 張迪.天津工業(yè)大學(xué) 2016
[2]量子點(diǎn)與有機(jī)聚合物復(fù)合電致發(fā)光[D]. 劉志民.北京交通大學(xué) 2014
[3]量子點(diǎn)發(fā)光二極管的制備與穩(wěn)定性研究[D]. 陶景.河南大學(xué) 2013
[4]LED照明燈具壽命影響因素及測(cè)試方法的研究[D]. 鄒琳.大連工業(yè)大學(xué) 2013
[5]熔融法制備較高密度PbSe量子點(diǎn)玻璃關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 張艷妮.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
[6]鍍膜玻璃的生產(chǎn)工藝和膜層性能的研究[D]. 王春華.大連海事大學(xué) 2011
[7]化學(xué)法制備雄黃量子點(diǎn)及其機(jī)理的研究[D]. 楊菲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[8]以聚芴類藍(lán)光為主體材料的聚合物白光發(fā)光二極管的研究[D]. 王保爭(zhēng).華南理工大學(xué) 2011
[9]單基白光LED硅酸鹽熒光粉的合成、表征和發(fā)光性質(zhì)[D]. 陳茜.湖南師范大學(xué) 2011
[10]用于白光LED的有機(jī)/無(wú)機(jī)熒光粉的研制[D]. 張睿君.大連理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3457171
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