(近)紫外白光LED用几种氧化物基发光材料的制备及其发光性能研究
发布时间：2021-12-18 18:23
白光发光二极管（light emitting diodes, LED）乍为新一代的照明光源,由于其长寿命、节能度高、绿色环保等显著特征,正在开启人类照明领域的新一次革命。目前市场主流的白光LED采用的是荧光转化型白光LED（简称pc-LED）,其中发光材料作为pc-LED的重要组成部分,其性能的优劣直接影响到白光LED器件的性能,受到了人们的广泛关注。目前采用pc-LED获得白光的方式可以主要分为两大类：蓝光芯片复合YAG:Ce3+黄色发光材料和（近）紫外芯片复合红、绿蓝三基色发光材料。本论文针对目前（近）紫外芯片匹配发光材料所存在的若干问题,通过材料设计、合成方法探索、晶体结构精细化以及光谱性能表征等手段,系统研究了几种新型绿、红以及白色发光材料制备及其发光特性。主要内容如下：1.针对目前（近）紫外白光LED用绿色发光材料存在的一些问题,利用固相法成功制备了三种绿色发光材料Sr4La2Ca4（PO4）6O2:Ce3+,NaBaScSi2O7:Eu2+, CaZr4（PO4）6:Eu2+。通过晶体结构精修、光谱表征等手段,研究了其晶体结构、发光特性以及其晶体场环境对其发光性能的影响。在...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 白光发光二极管的发展简介
1.1.1 发光二极管的发光原理及其发展概况
1.1.2 白光发光二极管
1.2 白光LED用发光材料研究进展
1.2.1 蓝光LED芯片用发光材料研究进展及存在的科学问题
1.2.2 (近)紫外LED芯片用发光材料研究进展及存在的科学问题
1.2.2.1 (近)紫外LED芯片用蓝色发光材料
1.2.2.2 (近)紫外LED芯片用绿色发光材料
1.2.2.3 (近)紫外LED芯片用红色发光材料
1.2.2.4 (近)紫外LED芯片用单一基质白光发光材料
1.3 本论文选题的意义、思路以及研究内容
1.3.1 选题意义
1.3.2 选题思路及内容
1.4 论文结构
参考文献
第二章 实验部分
2.1 样品的制备
2.1.1 原料
2.1.2 实验设备
2.1.3 实验过程
2.2 样品的测试与表征
2.2.1 DTA-TGA
2.2.2 XRD
2.2.3 FT-IR
2.2.4 漫反射光谱
2.2.5 荧光光谱及变温发射光谱
2.2.6 荧光寿命
2.2.7 发光效率
2.2.8 色坐标、色温及显色指数
第三章 (近)紫外LED芯片用绿色发光材料发光性能的研究
3.1 (近)紫外LED芯片用绿色发光材料Sr_4La_2Ca_4(PO_4)_6O_2：Ce~(3+)的制备及性能表征
3.1.1 引言
3.1.2 Sr_4La_2Ca_4(PO_4)_6O_2：Ce~(3+)绿色发光材料的制备
3.1.3 Sr_4La_2Ca_4(PO_4)_6O_2：Ce~(3+)绿色发光材料的物相成分及晶体结构分析
3.1.4 Sr_4La_2Ca_4(PO_4)_6O_2：Ce~(3+)绿色发光材料的发光特性研究
3.1.5 温度对Sr_4La_2Ca_4(PO_4)_6O_2：Ce~(3+)绿色发光材料的发光性能影响
3.1.6 Sr_4La_2Ca_4(PO_4)_6O_2：Ce~(3+)绿色发光材料的器件封装性能研究
3.1.7 小结
3.2 (近)紫外LED芯片用绿色发光材料NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)的制备及性能表征
3.2.1 引言
3.2.2 NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)绿色发光材料的制备
3.2.3 NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)绿色发光材料的物相成分分析
3.2.4 NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)绿色发光材料的DRS光谱分析
3.2.5 NNaBaScSi_2O_7基质材料的电子结构分析
3.2.6 NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)绿色发光材料的发光光谱分析
3.2.7 NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)绿色发光材料的晶体结构分析以及Eu~(2+)的格位占据情况研究
3.2.8 温度对NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)绿色发光材料的发光性能影响研究
3.2.9 小结
3.3 (近)紫外LED芯片用绿色发光材料CaZr_4(PO_4)_6：Eu~(2+)的制备及性能表征
3.3.1 引言
3.3.1 CaZr_4(PO_4)_6：Eu~(2+)绿色发光材料的制备
3.3.3 CaZr_4(PO_4)_6：Eu~(2+)绿色发光材料的晶体结构分析
3.3.4 CaZr_4(PO_4)_6：Eu~(2+)绿色发光材料的物相成分分析
3.3.5 CaZr_4(PO_4)_6：Eu~(2+)绿色发光材料的自还原发光特性研究
3.3.6 CaZr_4(PO_4)_6：Eu~(2+)绿色发光材料的自还原发光机理
3.3.7 小结
3.4 本章小结
参考文献
第四章 (近)紫外LED用红色发光材料发光性能的研究
4.1 (近)紫外LED用红色发光材料Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)的制备及性能表征
4.1.1 引言
4.1.2 Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)红色发光材料的制备
4.1.3 Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)红色发光材料的合成条件探索
4.1.4 Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)红色发光材料的物相纯度分析
4.1.5 Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)红色发光材料的晶体结构分析
4.1.6 Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)红色发光材料的发光光谱分析
4.1.7 温度对Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)红色发光材料的影响
4.1.8 本章小结
参考文献
第五章 (近)紫外LED用白光发射发光材料发光性能的研究
5.1 引言
5.2 (近)紫外LED用白光发射发光材料CLSPO：Ce~(3+),Mn~(2+)的制备及性能表征
5.2.1 近紫外LED用白光发射发光材料CLSPO：Ce~(3+),Mn~(2+)的制备
5.2.2 近紫外LED用白光发射发光材料CLSPO：Ce~(3+),Mn~(2+)的物相成分分析
5.2.3 近紫外LED用白光发射发光材料CLSPO：Ce~(3+),Mn~(2+)的DRS光谱分析
5.2.4 近紫外LED用白光发射发光材料CLSPO：Ce~(3+)的发光光谱分析以及其格位占据情况
5.2.5 近紫外LED用白光发射发光材料CLSPO：Mn~(2+)的发光光谱分析以及其格位占据情况
5.2.6 CLSPO：Ce~(3+),Mn~(2+)的发光光谱以及Ce~(3+),Mn~(2+)间能量传递机理分析
5.2.7 小结
5.3 (近)紫外LED用白光发射发光材料Sr_(10)[(PO_4)_(5.5)(BO_4)_(0.5)](BO_2)：Eu~(2+),Mn~(2+),Tb~(3+)的制备及性能表征
5.3.1 SPB：Eu~(2+),Mn~(2+),Tb~(3+)的制备
5.3.2 SPB：Eu~(2+),Mn~(2+),Tb~(3+)的物相成分以及晶体结构分析
5.3.3 SPB：Eu~(2+),SPB：Mn~(2+)的发光光谱分析
5.3.4 SPB：Eu~(2+),Mn~(2+)的发光光谱以及能量传递情况分析
5.3.5 SPB：Eu~(2+),Mn~(2+),Tb~(3+)的发光光谱以及能量传递情况分析
5.3.6 SPB：0.01Eu~(2+),0.035Tb~(3+),0.15Mn~(2+)样品的温度猝灭光谱研究
5.3.7 小结
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
主要结论
不足及展望
博士期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ln(Ln=Gd3+,Cu+,Sm3+,Dy3+)助激活的Ca8Mg（SiO4）4Cl2∶Eu2+荧光粉的光谱特性和Eu2+的格位计算[J]. 李郎楷,陈永杰,肖林久,杨英,刘婷婷. 材料导报. 2011(02)
[2]A green-yellow emitting β-Sr2SiO4:Eu2+ phosphor for near ultraviolet chip white-light-emitting diode[J]. 孙晓园,张家骅,张霞,骆永石,王笑军. Journal of Rare Earths. 2008(03)
[3]白光LED用光转换材料的研究[J]. 李绍霞,李大吉,王亚平,王卓. 材料导报. 2008(04)
[4]高温固相法制备硅酸盐长余辉发光材料[J]. 姜洪义,徐博. 硅酸盐学报. 2006(09)
[5]Luminescence and Preparation of LED Phosphor Ca8Mg（SiO4）4Cl2∶Eu2+[J]. 杨萍,林建华,姚光庆. Journal of Rare Earths. 2005(05)
[6]红色蓄光材料Y2O2S∶Eu3+的硫熔法制备及其发光性能[J]. 王治龙,王育华. 功能材料. 2005(09)
[7]羟基硅酸盐润滑油添加剂对45#钢/球墨铸铁摩擦副摩擦磨损性能的影响[J]. 郭延宝,徐滨士,马世宁,许一. 摩擦学学报. 2004(06)
[8]射频溅射法制作Y2O2S∶Eu发光薄膜[J]. 成建波,李军建,祁康成. 真空科学与技术. 2002(03)
[9]高压下Eu3＋：Gd2O2S的发射光谱、能级及晶体场[J]. 池元斌,刘慎薪,王立中,王秋平. 光学学报. 1995(01)
博士论文
[1]Eu2+、Mn2+激活的六铝酸盐基发光材料的制备及其发光特性研究[D]. 刘碧桃.兰州大学 2012
[2]耐磨铝硅酸盐微晶玻璃的制备及其摩擦学特性研究[D]. 赵运才.湖南大学 2003
本文编号：3542945
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 白光发光二极管的发展简介
1.1.1 发光二极管的发光原理及其发展概况
1.1.2 白光发光二极管
1.2 白光LED用发光材料研究进展
1.2.1 蓝光LED芯片用发光材料研究进展及存在的科学问题
1.2.2 (近)紫外LED芯片用发光材料研究进展及存在的科学问题
1.2.2.1 (近)紫外LED芯片用蓝色发光材料
1.2.2.2 (近)紫外LED芯片用绿色发光材料
1.2.2.3 (近)紫外LED芯片用红色发光材料
1.2.2.4 (近)紫外LED芯片用单一基质白光发光材料
1.3 本论文选题的意义、思路以及研究内容
1.3.1 选题意义
1.3.2 选题思路及内容
1.4 论文结构
参考文献
第二章 实验部分
2.1 样品的制备
2.1.1 原料
2.1.2 实验设备
2.1.3 实验过程
2.2 样品的测试与表征
2.2.1 DTA-TGA
2.2.2 XRD
2.2.3 FT-IR
2.2.4 漫反射光谱
2.2.5 荧光光谱及变温发射光谱
2.2.6 荧光寿命
2.2.7 发光效率
2.2.8 色坐标、色温及显色指数
第三章 (近)紫外LED芯片用绿色发光材料发光性能的研究
3.1 (近)紫外LED芯片用绿色发光材料Sr_4La_2Ca_4(PO_4)_6O_2：Ce~(3+)的制备及性能表征
3.1.1 引言
3.1.2 Sr_4La_2Ca_4(PO_4)_6O_2：Ce~(3+)绿色发光材料的制备
3.1.3 Sr_4La_2Ca_4(PO_4)_6O_2：Ce~(3+)绿色发光材料的物相成分及晶体结构分析
3.1.4 Sr_4La_2Ca_4(PO_4)_6O_2：Ce~(3+)绿色发光材料的发光特性研究
3.1.5 温度对Sr_4La_2Ca_4(PO_4)_6O_2：Ce~(3+)绿色发光材料的发光性能影响
3.1.6 Sr_4La_2Ca_4(PO_4)_6O_2：Ce~(3+)绿色发光材料的器件封装性能研究
3.1.7 小结
3.2 (近)紫外LED芯片用绿色发光材料NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)的制备及性能表征
3.2.1 引言
3.2.2 NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)绿色发光材料的制备
3.2.3 NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)绿色发光材料的物相成分分析
3.2.4 NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)绿色发光材料的DRS光谱分析
3.2.5 NNaBaScSi_2O_7基质材料的电子结构分析
3.2.6 NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)绿色发光材料的发光光谱分析
3.2.7 NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)绿色发光材料的晶体结构分析以及Eu~(2+)的格位占据情况研究
3.2.8 温度对NaBaScSi_2O_7：Eu~(2+)绿色发光材料的发光性能影响研究
3.2.9 小结
3.3 (近)紫外LED芯片用绿色发光材料CaZr_4(PO_4)_6：Eu~(2+)的制备及性能表征
3.3.1 引言
3.3.1 CaZr_4(PO_4)_6：Eu~(2+)绿色发光材料的制备
3.3.3 CaZr_4(PO_4)_6：Eu~(2+)绿色发光材料的晶体结构分析
3.3.4 CaZr_4(PO_4)_6：Eu~(2+)绿色发光材料的物相成分分析
3.3.5 CaZr_4(PO_4)_6：Eu~(2+)绿色发光材料的自还原发光特性研究
3.3.6 CaZr_4(PO_4)_6：Eu~(2+)绿色发光材料的自还原发光机理
3.3.7 小结
3.4 本章小结
参考文献
第四章 (近)紫外LED用红色发光材料发光性能的研究
4.1 (近)紫外LED用红色发光材料Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)的制备及性能表征
4.1.1 引言
4.1.2 Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)红色发光材料的制备
4.1.3 Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)红色发光材料的合成条件探索
4.1.4 Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)红色发光材料的物相纯度分析
4.1.5 Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)红色发光材料的晶体结构分析
4.1.6 Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)红色发光材料的发光光谱分析
4.1.7 温度对Ca_(19)Mg_2(PO_4)_(14)：Eu~(3+)红色发光材料的影响
4.1.8 本章小结
参考文献
第五章 (近)紫外LED用白光发射发光材料发光性能的研究
5.1 引言
5.2 (近)紫外LED用白光发射发光材料CLSPO：Ce~(3+),Mn~(2+)的制备及性能表征
5.2.1 近紫外LED用白光发射发光材料CLSPO：Ce~(3+),Mn~(2+)的制备
5.2.2 近紫外LED用白光发射发光材料CLSPO：Ce~(3+),Mn~(2+)的物相成分分析
5.2.3 近紫外LED用白光发射发光材料CLSPO：Ce~(3+),Mn~(2+)的DRS光谱分析
5.2.4 近紫外LED用白光发射发光材料CLSPO：Ce~(3+)的发光光谱分析以及其格位占据情况
5.2.5 近紫外LED用白光发射发光材料CLSPO：Mn~(2+)的发光光谱分析以及其格位占据情况
5.2.6 CLSPO：Ce~(3+),Mn~(2+)的发光光谱以及Ce~(3+),Mn~(2+)间能量传递机理分析
5.2.7 小结
5.3 (近)紫外LED用白光发射发光材料Sr_(10)[(PO_4)_(5.5)(BO_4)_(0.5)](BO_2)：Eu~(2+),Mn~(2+),Tb~(3+)的制备及性能表征
5.3.1 SPB：Eu~(2+),Mn~(2+),Tb~(3+)的制备
5.3.2 SPB：Eu~(2+),Mn~(2+),Tb~(3+)的物相成分以及晶体结构分析
5.3.3 SPB：Eu~(2+),SPB：Mn~(2+)的发光光谱分析
5.3.4 SPB：Eu~(2+),Mn~(2+)的发光光谱以及能量传递情况分析
5.3.5 SPB：Eu~(2+),Mn~(2+),Tb~(3+)的发光光谱以及能量传递情况分析
5.3.6 SPB：0.01Eu~(2+),0.035Tb~(3+),0.15Mn~(2+)样品的温度猝灭光谱研究
5.3.7 小结
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
主要结论
不足及展望
博士期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ln(Ln=Gd3+,Cu+,Sm3+,Dy3+)助激活的Ca8Mg（SiO4）4Cl2∶Eu2+荧光粉的光谱特性和Eu2+的格位计算[J]. 李郎楷,陈永杰,肖林久,杨英,刘婷婷. 材料导报. 2011(02)
[2]A green-yellow emitting β-Sr2SiO4:Eu2+ phosphor for near ultraviolet chip white-light-emitting diode[J]. 孙晓园,张家骅,张霞,骆永石,王笑军. Journal of Rare Earths. 2008(03)
[3]白光LED用光转换材料的研究[J]. 李绍霞,李大吉,王亚平,王卓. 材料导报. 2008(04)
[4]高温固相法制备硅酸盐长余辉发光材料[J]. 姜洪义,徐博. 硅酸盐学报. 2006(09)
[5]Luminescence and Preparation of LED Phosphor Ca8Mg（SiO4）4Cl2∶Eu2+[J]. 杨萍,林建华,姚光庆. Journal of Rare Earths. 2005(05)
[6]红色蓄光材料Y2O2S∶Eu3+的硫熔法制备及其发光性能[J]. 王治龙,王育华. 功能材料. 2005(09)
[7]羟基硅酸盐润滑油添加剂对45#钢/球墨铸铁摩擦副摩擦磨损性能的影响[J]. 郭延宝,徐滨士,马世宁,许一. 摩擦学学报. 2004(06)
[8]射频溅射法制作Y2O2S∶Eu发光薄膜[J]. 成建波,李军建,祁康成. 真空科学与技术. 2002(03)
[9]高压下Eu3＋：Gd2O2S的发射光谱、能级及晶体场[J]. 池元斌,刘慎薪,王立中,王秋平. 光学学报. 1995(01)
博士论文
[1]Eu2+、Mn2+激活的六铝酸盐基发光材料的制备及其发光特性研究[D]. 刘碧桃.兰州大学 2012
[2]耐磨铝硅酸盐微晶玻璃的制备及其摩擦学特性研究[D]. 赵运才.湖南大学 2003
本文编号：3542945
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