本文關(guān)鍵詞：白光LED用Ce:YAG熒光玻璃的制備及光電性能的研究

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【摘要】：開展白光LED的研究是一項非常有前景的工作,已經(jīng)受到了許多科學(xué)家和工程師的青睞。相比于白織燈和熒光燈,LED燈有節(jié)能、高光效、長壽命等明顯的優(yōu)點。目前,用藍光InGaN芯片組合用硅膠或環(huán)氧樹脂封裝的Ce:YAG熒光粉仍然是獲得白光LED的主要方式。然而,由于硅膠或樹脂的熱導(dǎo)率太差,硅膠或樹脂長時間在高溫工作環(huán)境下容易老化、黃化,導(dǎo)致LED的光效降低、色坐標偏移。因而,兼有玻璃和陶瓷優(yōu)點的微晶玻璃應(yīng)時而生,其展現(xiàn)出制備周期短、成本低、物化性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱性能優(yōu)異、透明性好、光學(xué)性能優(yōu)異等優(yōu)勢。為了研究具有優(yōu)異光學(xué)性能的Ce:YAG微晶玻璃材料,本論文中采用兩種不同的方法制備了Ce:YAG透明微晶玻璃,優(yōu)化了制備工藝并確定了光電性能最佳的制備條件。與藍光芯片匹配封裝后,白光LED器件的光學(xué)性能完全可以超越商用白光LED,且展現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,能滿足大功率白光LED的應(yīng)用要求。利用XRD、SEM、熒光光譜等測試手段分析了樣品的物相結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)及發(fā)光性能。通過前期的工作,取得的研究成果主要包括:1.通過熔體冷卻析晶法成功地制備了透明的Ce:YAG微晶玻璃。本文研究了不同Pb/Si摩爾比對物相結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)、發(fā)光性能的影響。耦合藍光芯片后,研究了不同Ce3+離子摻雜濃度和微晶玻璃片厚度對白光LED器件發(fā)光效率和色坐標的影響。在Ce3+離子摻雜濃度為0.6%和微晶玻璃片厚度為1mm時,發(fā)光效率達到最高值97.1lm/W,色溫為5561 K,顯色指數(shù)為69.3。2.通過phosphor in glass(PiG)法成功地制備了透明的Ce:YAG微晶玻璃。本文采用了兩步燒結(jié)法和一步燒結(jié)法成功地制備了透明的Ce:YAG微晶玻璃,對比了兩種制備方式獲得的樣品在物相結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)、發(fā)光性能方面的差異。同時研究了熒光粉濃度、燒結(jié)溫度、燒結(jié)時間對光譜性能的影響。此外,我們也研究了不同熒光粉濃度和微晶玻璃片厚度對白光LED器件光電參數(shù)的影響。耦合藍光芯片后,封裝的白光LED器件的發(fā)光效率可達到125 lm/W,色溫為4329 K,顯色指數(shù)為68,能很好的滿足大功率白光LED的應(yīng)用要求。
【關(guān)鍵詞】：白光LED Ce:YAG 微晶玻璃 制備 光電性能
【學(xué)位授予單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ171.73
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-29
• 1.1 引言11-12
• 1.2 白光LED概述12-16
• 1.2.1 LED的結(jié)構(gòu)與發(fā)光原理12-13
• 1.2.2 白光LED的實現(xiàn)形式13-14
• 1.2.3 LED封裝技術(shù)14-15
• 1.2.4 LED發(fā)展中存在的問題15-16
• 1.3 熒光材料的分類16-27
• 1.3.1 熒光粉16-19
• 1.3.2 陶瓷19-20
• 1.3.3 單晶20-22
• 1.3.4 微晶玻璃22-27
• 1.4 本論文的研究意義和主要內(nèi)容27-29
• 1.4.1 研究意義27-28
• 1.4.2 研究內(nèi)容28-29
• 第二章 實驗技術(shù)與測試手段29-37
• 2.1 前言29
• 2.2 實驗技術(shù)29-32
• 2.2.1 實驗方法29-30
• 2.2.1.1 熔融冷卻析晶法29-30
• 2.2.1.2 PiG法30
• 2.2.2 實驗原料與儀器30-32
• 2.3 測試分析手段32-37
• 2.3.1 透過率測試32
• 2.3.2 X射線衍射分析（XRD）32
• 2.3.3 掃描電鏡分析（SEM）32-33
• 2.3.4 熒光光譜分析33
• 2.3.5 電光參數(shù)測試33-37
• 第三章 熔體冷卻析晶法制備Ce:YAG熒光玻璃及光電性能37-47
• 3.1 引言37
• 3.2 實驗部分37-39
• 3.2.1 玻璃組分設(shè)計37-38
• 3.2.2 微晶玻璃的制備38-39
• 3.2.3 微晶玻璃的表征39
• 3.3 結(jié)果與討論39-45
• 3.3.1 X射線粉末衍射(XRD)分析39-40
• 3.3.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)分析40-41
• 3.3.3 熒光光譜分析41-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第四章 PiG法制備Ce:YAG熒光玻璃及光電性能47-61
• 4.1 引言47-48
• 4.2 實驗部分48-49
• 4.2.1 微晶玻璃的制備48
• 4.2.1.1 兩步法燒結(jié)微晶玻璃48
• 4.2.1.2 一步法燒結(jié)微晶玻璃48
• 4.2.2 玻璃樣品的表征48-49
• 4.3 結(jié)果與討論49-59
• 4.3.1 透過率分析49
• 4.3.2 X射線粉末衍射(XRD)分析49-50
• 4.3.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)分析50-51
• 4.3.4 熒光光譜分析51-52
• 4.3.5 光電參數(shù)分析52-53
• 4.3.6 熱穩(wěn)定性質(zhì)分析53-54
• 4.3.7 熒光光譜影響因素的分析54-58
• 4.3.8 光電參數(shù)影響因素的分析58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 第五章 論文結(jié)論與展望61-63
• 5.1 結(jié)論61-62
• 5.2 未來的工作方向62-63
• 參考文獻63-71
• 致謝71-73
• 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

【參考文獻】

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本文編號：1116451