過渡金屬與稀土元素摻雜Li 2 MgZrO 4 白光LED熒光粉研究
發(fā)布時間：2021-11-07 08:46
白色發(fā)光二極管（簡稱w-LED）固體光源作為第四代固體照明光源,因其光效高、能耗低、壽命長和環(huán)境友好型等優(yōu)點已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注。目前白光LED的實現(xiàn)方式有三基色芯片組合法和芯片與熒光粉組合法（熒光轉(zhuǎn)換法,簡稱pc-LED）。目前,商用最廣泛的pc-LED是藍光芯片與黃色熒光粉(YAG:Ce3+)的組合。而另一類pc-LED的實現(xiàn)方式則采用近紫外芯片與三基色熒光粉組合,近年來也得到廣泛研究。顯然,無論哪種類型的pc-LED,熒光粉材料都是其重要組成部分,對LED發(fā)光性能起到關(guān)鍵作用。本論文針對pc-LED熒光粉存在的一些問題與不足,開展了新型熒光粉的探索和研究。選取Li2MgZrO4為基質(zhì),制備了幾種過渡金屬或稀土離子摻雜的發(fā)光材料進行研究,測試了它們在近紫外和藍光激發(fā)的發(fā)光性能,并詳細地討論了其發(fā)光機理。本文的研究內(nèi)容主要分為以下兩個部分:（1）采用高溫固相法成功合成了一系列無稀土摻雜的Li2MgZrO4:Mn4+和Li2MgZr...
【文章來源】：湘潭大學湖南省
【文章頁數(shù)】：51 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)組成
PN結(jié)的結(jié)構(gòu)組成
4不平衡。因此，只有解決了這幾個技術(shù)問題，這種類型的LED才可以在市場中發(fā)揮作用。圖1.3白光LED實現(xiàn)方式另一種方式是通過藍光或紫外LED芯片與熒光材料組合來實現(xiàn)的，熒光材料可以由LED芯片激發(fā)通過下轉(zhuǎn)換的方式發(fā)射黃色或紅色/綠色/藍色（RGB）的光，通過各種光的組合實現(xiàn)照明，這種方式被稱為芯片加熒光粉組合法（熒光轉(zhuǎn)換法，簡稱pc-LED）。這種方式具有諸如簡單、光色穩(wěn)定性、成本低廉和只需要一個電源等優(yōu)點。第一個市售的白光LED由NichiaCorporation制備，將藍色InGaN二極管芯片與Ce3+摻雜的釔鋁石榴石結(jié)構(gòu)的黃色熒光粉Y3Al5O12:Ce3+(YAG：Ce3+)組合，其中從LED芯片發(fā)出的一部分藍光用于激發(fā)黃色熒光粉以獲得黃光，隨后黃光與剩余的藍光組合以產(chǎn)生白光，如圖1.3(b)所示。目前，市場上主要的白光LED產(chǎn)品仍然是通過將藍光LED與黃色發(fā)光材料如YAG或Eu2+摻雜的正硅酸鹽(Sr,Ba,Mg)2SiO4熒光材料組合而制造的。在這類材料中，往往還需要添加紅色熒光粉以改善其顯色性。除了使用藍光LED黃色熒光粉的方法之外，將紫外（UV）或近紫外（n-UV）LED芯片與紅色/綠色/藍色（RGB）方法組合也可用于一般照明，如圖1.3(c)所示。紫外激發(fā)熒光體的白光LED具有色彩穩(wěn)定性高，顯色指數(shù)高，不受色度變化的影響等優(yōu)點。因此，當前通過藍光LED芯片+黃色熒光材料和n-UV或UVLED芯片+RGB熒光材料來實現(xiàn)的pc轉(zhuǎn)換型w-LED是主流的w-LED照明方式[13]。1.3.2白光LED熒光粉性能要求目前實現(xiàn)白光LED主要有兩種實現(xiàn)方式，且國內(nèi)外研究的主流方向都是近紫外光或是藍光LED芯片與熒光粉組合實現(xiàn)的，熒光材料是光轉(zhuǎn)換中的研究熱點，研制出理想匹配藍光或近紫外光激發(fā)的和具有高量子效率熒光粉是提高白光
【參考文獻】：
期刊論文
[1]白光LED用單一基質(zhì)白光熒光粉的研究進展[J]. 謝曄,印琰,張瑞西,王海波. 化工新型材料. 2012(02)
博士論文
[1]Dy3+離子激活的幾種典型正交晶系不同結(jié)構(gòu)稀土氧化物的UV-VUV光致發(fā)光性能研究[D]. 茍婧.蘭州大學 2010
碩士論文
[1]白光LED用新型稀土離子摻雜發(fā)光材料的合成及光譜性質(zhì)研究[D]. 代亞洲.鄭州輕工業(yè)大學 2019
[2]過渡金屬離子Mn4+和稀土離子Dy3+在Li6（La2Ca）Nb2O12基質(zhì)中的發(fā)光性質(zhì)研究[D]. 李紅娜.延邊大學 2019
[3]白光LED用Zn2+/Mn4+:YAG以及CsPbX3（X=Br，I）玻璃的制備及光電性質(zhì)研究[D]. 蔣舉濤.溫州大學 2019
[4]新型錳離子摻雜紅色發(fā)光材料的探索、合成與發(fā)光特性研究[D]. 李鵬飛.華南理工大學 2017
[5]基于藍光LED匹配的紅色熒光粉制備及其發(fā)光機制[D]. 董凱.湘潭大學 2012
本文編號：3481544
【文章來源】：湘潭大學湖南省
【文章頁數(shù)】：51 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)組成
PN結(jié)的結(jié)構(gòu)組成
4不平衡。因此，只有解決了這幾個技術(shù)問題，這種類型的LED才可以在市場中發(fā)揮作用。圖1.3白光LED實現(xiàn)方式另一種方式是通過藍光或紫外LED芯片與熒光材料組合來實現(xiàn)的，熒光材料可以由LED芯片激發(fā)通過下轉(zhuǎn)換的方式發(fā)射黃色或紅色/綠色/藍色（RGB）的光，通過各種光的組合實現(xiàn)照明，這種方式被稱為芯片加熒光粉組合法（熒光轉(zhuǎn)換法，簡稱pc-LED）。這種方式具有諸如簡單、光色穩(wěn)定性、成本低廉和只需要一個電源等優(yōu)點。第一個市售的白光LED由NichiaCorporation制備，將藍色InGaN二極管芯片與Ce3+摻雜的釔鋁石榴石結(jié)構(gòu)的黃色熒光粉Y3Al5O12:Ce3+(YAG：Ce3+)組合，其中從LED芯片發(fā)出的一部分藍光用于激發(fā)黃色熒光粉以獲得黃光，隨后黃光與剩余的藍光組合以產(chǎn)生白光，如圖1.3(b)所示。目前，市場上主要的白光LED產(chǎn)品仍然是通過將藍光LED與黃色發(fā)光材料如YAG或Eu2+摻雜的正硅酸鹽(Sr,Ba,Mg)2SiO4熒光材料組合而制造的。在這類材料中，往往還需要添加紅色熒光粉以改善其顯色性。除了使用藍光LED黃色熒光粉的方法之外，將紫外（UV）或近紫外（n-UV）LED芯片與紅色/綠色/藍色（RGB）方法組合也可用于一般照明，如圖1.3(c)所示。紫外激發(fā)熒光體的白光LED具有色彩穩(wěn)定性高，顯色指數(shù)高，不受色度變化的影響等優(yōu)點。因此，當前通過藍光LED芯片+黃色熒光材料和n-UV或UVLED芯片+RGB熒光材料來實現(xiàn)的pc轉(zhuǎn)換型w-LED是主流的w-LED照明方式[13]。1.3.2白光LED熒光粉性能要求目前實現(xiàn)白光LED主要有兩種實現(xiàn)方式，且國內(nèi)外研究的主流方向都是近紫外光或是藍光LED芯片與熒光粉組合實現(xiàn)的，熒光材料是光轉(zhuǎn)換中的研究熱點，研制出理想匹配藍光或近紫外光激發(fā)的和具有高量子效率熒光粉是提高白光
【參考文獻】：
期刊論文
[1]白光LED用單一基質(zhì)白光熒光粉的研究進展[J]. 謝曄,印琰,張瑞西,王海波. 化工新型材料. 2012(02)
博士論文
[1]Dy3+離子激活的幾種典型正交晶系不同結(jié)構(gòu)稀土氧化物的UV-VUV光致發(fā)光性能研究[D]. 茍婧.蘭州大學 2010
碩士論文
[1]白光LED用新型稀土離子摻雜發(fā)光材料的合成及光譜性質(zhì)研究[D]. 代亞洲.鄭州輕工業(yè)大學 2019
[2]過渡金屬離子Mn4+和稀土離子Dy3+在Li6（La2Ca）Nb2O12基質(zhì)中的發(fā)光性質(zhì)研究[D]. 李紅娜.延邊大學 2019
[3]白光LED用Zn2+/Mn4+:YAG以及CsPbX3（X=Br，I）玻璃的制備及光電性質(zhì)研究[D]. 蔣舉濤.溫州大學 2019
[4]新型錳離子摻雜紅色發(fā)光材料的探索、合成與發(fā)光特性研究[D]. 李鵬飛.華南理工大學 2017
[5]基于藍光LED匹配的紅色熒光粉制備及其發(fā)光機制[D]. 董凱.湘潭大學 2012
本文編號：3481544
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