白光LED用红色荧光材料的制备及其光电性质研究

发布时间：2023-10-06 17:07

　　目前,商业白光LED主要由YAG:Ce黄色荧光粉混合环氧树脂耦合460 nm蓝光LED芯片封装而成。然而由于Ce³⁺离子的发射光谱不具连续光谱特性,缺少红光成分,导致显色指数较低,相关色温较高,不能实现暖白光发射。而且,封装所用的环氧树脂或硅胶是低导热材料,化学稳定性较差,并不适用于大功率白光LED。此外,这种将分散在环氧树脂的荧光粉涂覆在蓝光LED芯片的方法存在国外专利壁垒。因此,本论文提出采用全固态透明荧光材料,包括荧光薄膜、微晶玻璃、单晶,取代传统环氧树脂封装,不但能够有效补充红光,而且热稳定性、物化稳定性、发光稳定性都得到了有效提升。主要研究内容及结果如下:1、采用旋涂法分别制备了CuInS₂/ZnS/水性环氧树脂和CdSe/ZnS/水性环氧树脂红光量子点薄膜,与GaAG:Ce荧光粉薄膜、460 nm蓝光LED芯片耦合,CuInS₂红光量子点薄膜所封装白光LED器件发光效率为44.52 lm/W,相关色温为5119 K,显色指数为95;CdSe红光量子点薄膜所封装白光LED器件发光效率为36.73lm/W,相关色...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 白光LED概述
        1.2.1 LED的发光原理及其结构
        1.2.2 LED的光学特性参数
        1.2.3 白光LED的实现方式
        1.2.4 白光LED目前存在的问题
    1.3 白光LED用红色荧光材料
        1.3.1 红色荧光粉
        1.3.2 红光量子点
        1.3.3 红色荧光薄膜
        1.3.4 红光微晶玻璃
        1.3.5 红光陶瓷
        1.3.6 红光单晶
        1.3.7 小结
    1.4 本论文研究国内外现状
        1.4.1 CuInS₂和CdSe红光量子点薄膜
        1.4.2 CdSe_xS_1-x红光量子点微晶玻璃
        1.4.3 YAG:Cr³⁺红光单晶
    1.5 本论文研究的意义和主要内容
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究意义
第二章 实验内容及测试表征
    2.1 引言
    2.2 实验内容
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 实验试剂及所需材料
        2.2.3 实验方法
    2.3 测试表征
        2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.2 透射电子显微镜分析(TEM)
        2.3.3 X射线能谱分析(EDS)
        2.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.3.5 紫外可见光谱分析(UV-Vis)
        2.3.6 荧光光谱分析(PLE和 PL)
        2.3.7 变温光谱分析
        2.3.8 光致发光量子效率测试(PL QY)
        2.3.9 电感耦合等离子体发射光谱分析(ICP)
        2.3.10 LED光电性能测试
第三章 CuInS₂和CdSe量子点薄膜的制备及其光电性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器与试剂
        3.2.2 薄膜样品制备
        3.2.3 薄膜样品表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 CuInS₂和CdSe量子点薄膜TEM分析
        3.3.2 CuInS₂和CdSe量子点薄膜的光学性质
        3.3.3 CuInS₂和CdSe量子点薄膜在白光LED的应用
    3.4 本章小结
第四章 CdSe_xS_1-x量子点微晶玻璃的制备及光电性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验仪器与试剂
        4.2.2 玻璃样品制备
        4.2.3 玻璃样品表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 CdSe_xS_1-x量子点微晶玻璃形成机理
        4.3.2 CdSe_xS_1-x量子点微晶玻璃XRD与 TEM分析
        4.3.3 CdSe_xS_1-x量子点微晶玻璃光学性质研究
        4.3.4 CdSe_xS_1-x量子点微晶玻璃在白光LED的应用
    4.4 本章小结
第五章 YAG:Cr³⁺单晶的制备及光电性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验仪器与试剂
        5.2.2 单晶样品制备
        5.2.3 单晶样品表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 YAG:Cr³⁺单晶微结构表征与XPS分析
        5.3.2 YAG:Cr³⁺单晶ICP测试
        5.3.3 YAG:Cr³⁺单晶光学性质研究
        5.3.4 YAG:Cr³⁺单晶热稳定性研究
        5.3.5 YAG:Cr³⁺单晶在大功率白光LED的应用
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 未来的工作方向
参考文献
致谢
硕士期间发表的学术论文
授权专利
参与科研项目



本文编号：3852112