發(fā)布時(shí)間：2017-05-21 17:19

  本文關(guān)鍵詞：大功率LED用熒光玻璃的制備與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：白光LED被譽(yù)為第四代照明光源，具有效率高、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)，在室內(nèi)照明、戶外照明和特種照明領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但隨著LED輸出功率的增加，LED芯片溫度大幅上升，進(jìn)而導(dǎo)致封裝用環(huán)氧樹脂/硅膠發(fā)生老化泛黃，最終導(dǎo)致LED器件發(fā)生性能劣化，如光效損失，色溫漂移，，壽命減少等問題�？紤]到無機(jī)塊體熒光材料，如玻璃、陶瓷等不僅耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)熱性好，用一定方法摻雜稀土離子可制備成發(fā)光材料，用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)的環(huán)氧樹脂/硅膠的封裝，將大幅提高LED器件各項(xiàng)性能，滿足發(fā)展需求。 本課題采用了國(guó)際上創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)方案制備了石英基質(zhì)的熒光玻璃。首先采用石英玻璃管破碎球磨得到的石英粉體和商用LED熒光粉為原料，采用一步SPS燒結(jié)法成功制備了SiO2/Ce:YAG熒光玻璃。研究了SiO2/Ce:YAG熒光玻璃的燒結(jié)特性、顯微結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能。結(jié)果表明：1200℃/2min為最佳的SPS燒結(jié)制度，燒結(jié)得到的熒光玻璃主體相仍為玻璃體，該SiO2/Ce:YAG熒光玻璃在460nm具有強(qiáng)吸收峰，在此波長(zhǎng)激發(fā)下發(fā)射出波峰位于550nm左右的黃光。通過調(diào)節(jié)熒光玻璃中熒光粉濃度，可以獲得不同發(fā)光強(qiáng)度的熒光玻璃，其中3wt%熒光玻璃性能最佳，以此封裝的白光LED樣品在800mA電流驅(qū)動(dòng)下，獲得白光輸出，色坐標(biāo)(0.33,0.38)。 接著以SBA-15粉體為原料制備SBA-15/Ce:YAG熒光玻璃，進(jìn)一步將燒結(jié)溫度降低至1000℃，整個(gè)過程僅需10min，實(shí)現(xiàn)了低溫快速燒結(jié)。分析表明SBA-15/Ce:YAG熒光玻璃與熒光粉顆粒界面非常清晰，說明燒結(jié)很好地將熒光粉保護(hù)了起來。SBA-15/Ce:YAG熒光玻璃在460nm具有強(qiáng)吸收峰，在此波長(zhǎng)激發(fā)下發(fā)射出波峰位于550nm左右的黃光，并且量子效率高達(dá)93.5%。 由于采用SBA-15為原料制備的SBA-15/Ce:YAG熒光玻璃比以石英玻璃粉體為原料制備的SiO2/Ce:YAG熒光玻璃的燒結(jié)溫度降低了200℃，并且玻璃樣品透明度也得到很大地提高。因此本實(shí)驗(yàn)中采用SBA-15/Ce:YAG熒光玻璃為研究樣品，進(jìn)一步地探索了熒光玻璃的應(yīng)用問題。實(shí)驗(yàn)中采用COB封裝制備了基于SBA-15/Ce:YAG熒光玻璃的LED器件，成功獲得了白光輸出。在455nm的LED芯片發(fā)出的藍(lán)光激發(fā)下，SBA-15/Ce:YAG熒光玻璃發(fā)出波峰位于550nm左右的黃光。隨著熒光粉濃度的增加，LED器件黃光發(fā)射強(qiáng)度變大；隨著熒光粉濃度增加，LED器件的發(fā)光逐漸從藍(lán)光往黃光區(qū)域移動(dòng)。當(dāng)熒光粉濃度是3wt%時(shí)發(fā)光恰好落在白光區(qū)域，色坐標(biāo)為(x=0.32,y=0.34)，色溫5877K，顯色指數(shù)69；在120mA電流驅(qū)動(dòng)下，當(dāng)熒光粉濃度是3wt%時(shí)，LED器件光效接近127.9lm/W。隨著電流增加，光效從148lm/W減小到80lm/W，同時(shí)輻射功率從131mW增加到4565mW。
【關(guān)鍵詞】：白光LED Ce:YAG SBA-15 熒光玻璃 放電等離子體燒結(jié)
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ171.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-33
• 1.1 引言10-11
• 1.2 白光 LED 概述11-26
• 1.2.1 白光 LED 的發(fā)展歷程11-12
• 1.2.2 LED 的結(jié)構(gòu)和原理12-14
• 1.2.3 白光 LED 用熒光粉14-24
• 1.2.4 大功率 LED 發(fā)展中存在的問題24-26
• 1.3 大功率 LED 用熒光玻璃26-30
• 1.3.1 熒光玻璃的性能與應(yīng)用26-27
• 1.3.2 熒光玻璃的制備方法27-29
• 1.3.3 LED 用熒光玻璃的研究現(xiàn)狀29-30
• 1.4 本課題的研究意義和內(nèi)容30-33
• 1.4.1 研究意義30-31
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容31-33
• 2 SiO_2/Ce:YAG 熒光玻璃的制備及性能研究33-40
• 2.1 引言33
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法33-35
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料33-34
• 2.2.2 制備方法34
• 2.2.3 表征方法34-35
• 2.3 結(jié)果與討論35-39
• 2.3.1 粒徑分析35
• 2.3.2 燒結(jié)性能分析35-36
• 2.3.3 物相結(jié)構(gòu)分析36-37
• 2.3.4 發(fā)光性能分析37-38
• 2.3.5 LED 器件發(fā)光性能分析38-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 3 SBA-15/Ce:YAG 熒光玻璃的制備及發(fā)光性能的研究40-48
• 3.1 引言40-41
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法41-42
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料41
• 3.2.2 制備方法41-42
• 3.2.3 表征方法42
• 3.3 結(jié)果與討論42-47
• 3.3.1 SBA-15 燒結(jié)特性分析42-43
• 3.3.2 物相分析43
• 3.3.3 結(jié)構(gòu)分析43-44
• 3.3.4 光學(xué)性能分析44-45
• 3.3.5 熱淬滅分析45-46
• 3.3.6 量子效率分析46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 4 熒光玻璃白光 LED 器件的封裝及光學(xué)性能研究48-53
• 4.1 引言48
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法48-49
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料48-49
• 4.2.2 制備方法49
• 4.2.3 表征方法49
• 4.3 結(jié)果與討論49-52
• 4.3.1 不同熒光粉濃度對(duì) LED 器件光譜的影響49-50
• 4.3.2 白光色坐標(biāo)的調(diào)控（色溫，色坐標(biāo)）50-51
• 4.3.3 熒光玻璃 LED 器件的光效51-52
• 4.3.4 驅(qū)動(dòng)電流的變化對(duì) LED 器件的性能影響52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 結(jié)論與展望53-55
• 5.1 結(jié)論53-54
• 5.2 展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-61
• 附錄：碩士期間的研究成果61-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 姜斌;張金朝;宋鸝;;Ce-YAG微晶玻璃的制備及其發(fā)光性能[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年01期

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6 張其土;張樂;韓朋德;陳雁;楊浩;王麗熙;;白光LED用光轉(zhuǎn)換無機(jī)熒光粉[J];化學(xué)進(jìn)展;2011年06期

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本文編號(hào)：384317