本文關(guān)鍵詞：LED用YAG熒光粉的性能改善的研究

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【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的能源消耗過甚、環(huán)境嚴(yán)重污染等問題已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人類的生存環(huán)境,人們才意識到要走綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展路線。各行各業(yè)都必須尋求低能耗、無污染的發(fā)展方式。照明作為人類最基本的需求行業(yè)更要積極探索新的照明方式。高亮度LED的橫空出世為固體照明行業(yè)帶來了福音,由于白光LED能量消耗低、使用壽命長、光效高、無污染等巨大的優(yōu)勢被人們認(rèn)為是可以取代白熾燈、熒光燈的第四代照明光源。一般的可見光都可以由紅、綠、藍(lán)三基色混合產(chǎn)生,所以白光LED是用藍(lán)光LED芯片激發(fā)黃色熒光粉實(shí)現(xiàn)。這也是目前市場上主流的白光LED實(shí)現(xiàn)方式。白光LED的發(fā)光效果與芯片、熒光粉以及封裝工藝等因素有關(guān),熒光粉的性質(zhì)會產(chǎn)生很重要的影響。市場上主流的黃色熒光粉為YAG:Ce3+,該熒光粉與藍(lán)光LED組合產(chǎn)生的白光中綠色成分比較少,本文的工作就是研究Ga3+、Lu3+離子共摻雜的YAG:Ce3+熒光粉,使得熒光粉發(fā)光譜藍(lán)移,增加白光中綠光成分,豐富發(fā)光譜,同時(shí)也可以作為綠色熒光粉,滿足顯示等其他領(lǐng)域的需要。為了拓展熒光粉的應(yīng)用,本文還研究了紫外LED用熒光粉,用Tb3+離子摻雜Gd2O2S,實(shí)現(xiàn)紫外LED激發(fā)熒光粉發(fā)綠光。本文用高溫固相法合成了YAG:Ce3+、Ga3+、Lu3+以及Gd2O2S:Tb3+,用XRD分析了樣品,證明實(shí)驗(yàn)樣品是熒光粉晶體。觀察了樣品的晶粒大小,證明實(shí)驗(yàn)得到了滿足涂覆要求尺寸的熒光粉顆粒,實(shí)驗(yàn)所得樣品顆粒直徑約為5-10μm。分析了實(shí)驗(yàn)YAG其激發(fā)光譜與發(fā)射光譜,得到Ga3+對Ce3+發(fā)光有敏化作用,而Ga3+、Lu3+摻雜使得發(fā)光譜向短波長方向移動,共摻雜使得藍(lán)移效果更明顯,而且Lu3+促進(jìn)了Ga3+的敏化作用。并且根據(jù)發(fā)射光譜確定了Ga3+、Lu3+離子的摻雜濃度最佳為1、0.5。對實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行了封裝測試,摻雜樣品可以與藍(lán)光LED組合實(shí)現(xiàn)偏冷的白光,光效有提高。也可以混合紅粉涂敷芯片實(shí)現(xiàn)暖白光,提高顯色指數(shù)。分析了Gd2O2S:Tb3+樣品的激發(fā)光譜與發(fā)射光譜,確定了Tb3+可以被紫外LED所激發(fā)發(fā)出綠光,并且根據(jù)發(fā)光譜確定了Tb3+摻雜濃度最佳為0.06。
【關(guān)鍵詞】：YAG:Ce~(3+)、Ga~(3+)、Lu~(3+) Gd_2O_2S:Tb~(3+) 白光LED 發(fā)射光譜
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN312.8;TN104.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 LED簡介10-16
• 1.2.1 LED的發(fā)展進(jìn)程10-13
• 1.2.2 發(fā)光原理13-15
• 1.2.3 LED優(yōu)點(diǎn)15-16
• 1.3 白光LED的實(shí)現(xiàn)16-18
• 1.3.1 多基色芯片組合17
• 1.3.2 紫外芯片涂覆熒光粉17-18
• 1.3.3 藍(lán)光芯片涂覆黃色熒光粉18
• 1.4 LED的主要應(yīng)用18-21
• 1.5 本論文主要的研究目的21-22
• 第二章 摻雜熒光粉制備的理論22-39
• 2.1 發(fā)光材料以及發(fā)光理論22-28
• 2.1.1 YAG：Ce~(3+)的結(jié)構(gòu)23-25
• 2.1.2 Gd2O2S結(jié)構(gòu)25-26
• 2.1.3 熒光粉發(fā)光理論26-28
• 2.2 稀土元素簡介28-30
• 2.2.1 稀土元素的電子分布29
• 2.2.2 稀土元素的能量傳遞29-30
• 2.3 摻雜熒光粉的理論依據(jù)30-31
• 2.3.1 白光LED用熒光粉30-31
• 2.3.2 Ga~(3+)、Lu~(3+)共摻雜YAG：Ce~(3+)31
• 2.3.3 Tb3+摻雜Gd2O2S31
• 2.4 摻雜YAG熒光粉的制備方法31-34
• 2.4.1 高溫固相法31-32
• 2.4.2 溶膠-凝膠法32-33
• 2.4.3 噴霧熱解法33
• 2.4.4 溶劑熱合成法33
• 2.4.5 共沉淀法33-34
• 2.5 熒光粉發(fā)光的光學(xué)性能指標(biāo)34-38
• 2.5.1 晶體顯微圖、SEM圖與XRD測試34
• 2.5.2 人的視覺和色品圖34-36
• 2.5.3 光效、色溫以及顯色指數(shù)36-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 第三章 固相法制備Ga~(3+)、Lu~(3+)共摻雜YAG：Ce~(3+)39-59
• 3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備39-41
• 3.1.1 主要實(shí)驗(yàn)儀設(shè)備39-40
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品40-41
• 3.2 實(shí)驗(yàn)流程41-43
• 3.3 實(shí)驗(yàn)測試43-58
• 3.3.1 YAG的XRD分析44-46
• 3.3.2 燒灼過程溫度控制46-47
• 3.3.3 YAG微觀形貌47-49
• 3.3.4 YAG光學(xué)性質(zhì)測試49-58
• 3.4 本章小結(jié)58-59
• 第四章 固相法制備Tb：Gd_2O_2S59-67
• 4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備59-60
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與藥品59
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)配方與參量59-60
• 4.2 實(shí)驗(yàn)過程60-61
• 4.3 實(shí)驗(yàn)測試61-66
• 4.3.1 XRD分析61-62
• 4.3.2 微觀顯示62-63
• 4.3.3 光譜分析63-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 總結(jié)67-68
• 5.2 展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 攻讀碩士期間研究成果73-74

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