發(fā)布時間：2017-05-22 16:26

  本文關(guān)鍵詞：SPS制備LED用高顯指熒光玻璃及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：白光LED作為第四代“綠色”照明光源,有著節(jié)能、環(huán)保、高效、響應(yīng)時間短、壽命長、易封裝應(yīng)用等優(yōu)點,應(yīng)用前景十分廣闊,深受廣大科技工作者的重視,成為當(dāng)前比較受矚目的研究熱點之一。實現(xiàn)LED白光轉(zhuǎn)換技術(shù)之一就是將能夠有效激發(fā)熒光粉的芯片與熒光粉進(jìn)行結(jié)合,利用不同顏色的可見光組合成白光LED。盡管白光LED技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展,并且已經(jīng)在很多領(lǐng)域獲得了應(yīng)用,但是仍然存在以下兩個方面的問題丞待解決： (1)芯片發(fā)熱量大導(dǎo)致有機(jī)基質(zhì)老化； (2)顯色指數(shù)不夠高。傳統(tǒng)方法是將熒光粉封裝在硅膠或者樹脂等有機(jī)基質(zhì)中,但是隨著芯片發(fā)光散熱,使有機(jī)基質(zhì)老化泛黃,從而影響光效性質(zhì),將熒光粉固化在無機(jī)基質(zhì)中來代替有機(jī)基質(zhì)而不失成為一種解決辦法。目前將能夠有效激發(fā)黃色熒光粉(YAG:Ce3+)的藍(lán)光芯片與黃色熒光粉組合而成的LED已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,但是這種LED所產(chǎn)生的白光由于缺少長波長的紅光而使其顯色指數(shù)不是很高,限制了其在室內(nèi)照明、醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。綠色／紅色熒光粉的添加可以使顯色指數(shù)達(dá)到80以上,對改善LED的顯色指數(shù)有顯著作用。因此解決有機(jī)基質(zhì)老化問題并提高LED的顯色指數(shù)對于LED技術(shù)的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。針對上述問題,本課題提出了SPS固相燒結(jié)制備LED用高顯指熒光玻璃的研究思路,具體研究工作如下：(1)利用綠色熒光粉(LuAG:Ce3+)與合成的介孔二氧化硅粉體(SBA-15)為原料,采用放電等離子體(SPS)燒結(jié)技術(shù),以100℃/min的升溫速率升溫到1050℃并保溫3min的最佳燒結(jié)制度制備出高度透明的綠色熒光玻璃材料,并對其進(jìn)行了燒結(jié)工藝、物相結(jié)構(gòu)以及光學(xué)性能研究。XRD、ESEM結(jié)果表明其主體相是玻璃相,熒光粉在玻璃基質(zhì)中均勻分布,無其他雜相。光學(xué)性能表明,在470nm有強(qiáng)吸收峰,在此波長激發(fā)下發(fā)出520nm的綠光,相對量子產(chǎn)率高達(dá)83%。(2)利用不同波長范圍的紅色熒光粉(CaAlSiN3:Eu2+)與SBA-15粉體,采用放電等離子體(SPS)燒結(jié)技術(shù),以100℃/min的升溫速率升溫到1050℃并保溫3min的最佳燒結(jié)制度制備出紅色熒光玻璃材料,并對其進(jìn)行了燒結(jié)工藝、物相結(jié)構(gòu)以及光學(xué)性能分析。通過XRD、ESEM結(jié)果分析,紅色熒光粉能夠均勻分布在玻璃基質(zhì)中,但是與介孔二氧化硅發(fā)生了一定程度的界面反應(yīng),以致于發(fā)生部分結(jié)晶。光學(xué)性能表明,其在470nm仍然有較強(qiáng)的吸收峰,并發(fā)射出相對應(yīng)的紅光,保留了紅色熒光粉的光學(xué)性質(zhì)。(3)在上述研究的基礎(chǔ)上,將不同比例的各種顏色熒光粉與SBA-15粉體混合,燒結(jié)制備出復(fù)合熒光玻璃,并對其進(jìn)行了物相結(jié)構(gòu)以及光學(xué)性能分析。不同比例的復(fù)合熒光玻璃在470nm激發(fā)下,發(fā)射出不同波長范圍的熒光,且半高寬相對于單一熒光粉增寬,光區(qū)域覆蓋范圍增廣。以一定比例的復(fù)合熒光玻璃為樣品,對其進(jìn)行COB封裝,制備出LED器件,進(jìn)行光譜性能測試。HSP光譜分析結(jié)果表明,黃色、綠色、紅色熒光粉以一定比例混合制備出的復(fù)合熒光玻璃在藍(lán)光LED芯片激發(fā)下,發(fā)射出顯色指數(shù)(CRI)高達(dá)88.2的暖白光,獲得了高顯指LED用熒光玻璃材料。
【關(guān)鍵詞】：白光LED 顯色指數(shù) 熒光玻璃 熒光粉 SPS
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ171.1
【目錄】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-32
• 1.1 引言13
• 1.2 白光LED的發(fā)展及實現(xiàn)技術(shù)13-18
• 1.2.1 LED的發(fā)展歷程13-14
• 1.2.2 白光LED的應(yīng)用前景14-15
• 1.2.3 LED的發(fā)光原理及基本結(jié)構(gòu)15-16
• 1.2.4 白光LED的實現(xiàn)方法16-18
• 1.3 白光LED用熒光粉18-27
• 1.3.1 熒光粉的基本知識18-19
• 1.3.2 白光LED用熒光粉19-27
• 1.4 高顯色性白光LED27-29
• 1.4.1 白光LED存在的問題27-28
• 1.4.2 高顯指熒光玻璃的研究現(xiàn)狀28-29
• 1.5 本課題研究意義及內(nèi)容29-32
• 1.5.1 課題研究意義30-31
• 1.5.2 研究內(nèi)容31-32
• 第二章 實驗方法及測試技術(shù)32-41
• 2.1 原料及設(shè)備32-33
• 2.2 樣品的制備33-39
• 2.2.1 介孔二氧化硅(SBA-15)基質(zhì)粉體的合成33-34
• 2.2.2 綠色熒光玻璃的制備流程34-35
• 2.2.3 紅色熒光玻璃的制備流程35-36
• 2.2.4 復(fù)合熒光玻璃的制備流程36-39
• 2.3 表征手段39-41
• 2.3.1 物相結(jié)構(gòu)分析39
• 2.3.2 光學(xué)性能分析39-41
• 第三章 綠色熒光玻璃的制備及性能研究41-51
• 引言41
• 3.1 綠色熒光玻璃的制備及表征手段41-42
• 3.1.1 制備綠色熒光玻璃41-42
• 3.1.2 表征手段42
• 3.2 燒結(jié)工藝研究42-43
• 3.3 物相結(jié)構(gòu)分析43-46
• 3.3.1 XRD物相分析43-44
• 3.3.2 ESEM表面結(jié)構(gòu)分析44-45
• 3.3.3 EDS能譜分析45-46
• 3.4 光學(xué)性能分析46-49
• 3.4.1 PL/PLE熒光光譜分析46-47
• 3.4.2 透過吸收光譜分析47-48
• 3.4.3 量子產(chǎn)率分析48-49
• 3.5 總結(jié)49-51
• 第四章 紅色熒光玻璃的制備及性能研究51-61
• 引言51
• 4.1 紅色熒光玻璃的制備及表征手段51-52
• 4.1.1 制備紅色熒光玻璃51-52
• 4.1.2 表征手段52
• 4.2 燒結(jié)工藝研究52-53
• 4.3 物相結(jié)構(gòu)分析53-56
• 4.3.1 XRD物相分析53-54
• 4.3.2 ESEM表面結(jié)構(gòu)分析54-55
• 4.3.3 EDS能譜分析55-56
• 4.4 光學(xué)性能分析56-59
• 4.4.1 PL/PLE熒光光譜分析56-58
• 4.4.2 透過吸收光譜分析58-59
• 4.4.3 量子產(chǎn)率分析59
• 4.5 總結(jié)59-61
• 第五章 復(fù)合熒光玻璃的制備及性能研究61-76
• 引言61
• 5.1 復(fù)合熒光玻璃的制備及表征手段61-62
• 5.1.1 制備復(fù)合熒光玻璃61-62
• 5.1.2 表征手段62
• 5.2 熒光薄膜的性能分析62-67
• 5.2.1 XRD物相分析62-63
• 5.2.2 ESEM表面結(jié)構(gòu)分析63-64
• 5.2.3 PL/PLE熒光光譜分析64
• 5.2.4 透過吸收光譜分析64-65
• 5.2.5 量子產(chǎn)率分析65-66
• 5.2.6 光譜/色度分析66-67
• 5.3 復(fù)合熒光玻璃的性能分析67-74
• 5.3.1 XRD物相分析67-68
• 5.3.2 ESEM表面結(jié)構(gòu)分析68
• 5.3.3 EDS能譜分析68-69
• 5.3.4 PL-LE熒光光譜分析69-71
• 5.3.5 透過吸收光譜分析71-72
• 5.3.6 量子產(chǎn)率分析72
• 5.3.7 光譜/色度分析72-74
• 5.4 本章總結(jié)74-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-78
• 6.1 結(jié)論76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-84
• 附錄：碩士期間的研究成果84-86
• 致謝86

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