完整版新型半导体白光LED照明用荧光材料的制备及性能研究毕业论文设计.docx
- 文档编号:549132
- 上传时间:2022-10-11
- 格式:DOCX
- 页数:32
- 大小:882.02KB
完整版新型半导体白光LED照明用荧光材料的制备及性能研究毕业论文设计.docx
《完整版新型半导体白光LED照明用荧光材料的制备及性能研究毕业论文设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《完整版新型半导体白光LED照明用荧光材料的制备及性能研究毕业论文设计.docx(32页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
完整版新型半导体白光LED照明用荧光材料的制备及性能研究毕业论文设计
优秀论文审核通过
未经允许切勿外传
安徽工业大学
本科毕业设计(论文)
专业
班级
姓名
学号
指导教师
二0一三年六月
安徽工业大学
本科毕业设计(论文)任务书
课题名称
新型半导体白光LED照明用荧光材料的制备及性能研究
学院
专业班级
姓名
学号
毕业设计(论文)的主要内容及要求:
主要内容:
白光LED被广泛应用于通用照明和背光源等领域。
目前,对白光LED荧光材料的研究几乎都集中在荧光粉上。
然而,由于荧光粉自身性能的局限性,已不能满足现有白光LED的需求及适应未来白光LED的发展趋势。
本论文提出一种不同的LED制备技术路线,使得白光LED性能得到提高,优点明显。
形成一种新型的白光LED发光结构,实现无荧光粉体结构的LED白光发射
要求:
1.具有查阅相关文献的能力;
2.学会光谱分析的相关知识。
指导教师签字:
新型半导体白光LED照明用荧光材料的制备及性能研究
摘要
随着能源的过量消耗和环境的日益恶化,节约能源和保护环境必将受到越来越多的重视。
白光LED作为第四代照明光源,因具备良好的节能环保特点以及其它一系列的优点而被全世界所关注,各国都在竞相研究开发。
而在白光LED的制备中,荧光材料的性能直接影响白光LED的转换效率、光效、色温、色坐标及显色性。
白光LED荧光材料主要以无定形荧光粉为主体,现阶段,国内外公司及研究机构对白光LED荧光材料的研究几乎都集中在荧光粉上,开展高亮度、高发光效率、高显色性荧光粉已经成为白光LED领域荧光材料的研究热点。
然而,受荧光粉自身性能的影响,目前白光LED发光效率提高、显色性能改进、寿命提高、大功率使用等问题的解决速度却日趋渐缓。
LED发展的瓶颈日益凸显出荧光粉不能满足现有白光LED需求及适应未来白光LED发展趋势的问题。
本课题提出一种新型Ce:
YAG晶片发光结构白光LED制备技术路线,其具有激发发射效率高,物化性能稳定、热导率高,寿命长、可应用于高功率白光LED,可实现增加红色发光成分和调谐发光波段,优化白光封装LED结构等优点。
利用LED芯片产生的蓝色发光有效激发Ce:
YAG晶片,形成一种新型的白光LED发光结构。
实现无荧光粉体结构的LED白光发射。
从而可以有效解决目前Ce:
YAG荧光粉发光结构白光LED存在的荧光粉激发效率低,色彩一致性差,光衰大,寿命短等一系列的缺点。
关健词:
白光LEDGd,Ce:
YAG荧光材料光学性能
WhiteLEDwithfluorescentmaterialpreparationandopticalpropertiesoftheresearch
ABSTRACT
Withtheexcessiveconsumptionofenergyanddeterioratingenvironment,tosaveenergyandprotecttheenvironmentwillbemoreandmoreattention.WhiteLEDasthefourthgenerationoflightingsource,becauseofthegoodcharacteristicsofenergyconservationandenvironmentalprotection,andotheraseriesofadvantagesandattentionbyallovertheworld,countriesareracingtotheresearchanddevelopment.InthepreparationofwhiteLED,fluorescentmaterialperformancedirectlyaffectstheconversionefficiencyofwhiteLED,luminousefficacy,colortemperature,colorcoordinateandcolorrendering.WhiteLEDfluorescentmaterialmainlyamorphousphosphorpowderasthemainbody,atthisstage,companiesandresearchinstitutionsatalmostallconcentratedinthefluorescentpowder,thefieldofwhiteLEDfluorescentmaterials.Affectedbyphosphorperformanceitself,technologyroute,itsexcitationemissionefficiencyisbeappliedtoincreasetheredlight-emittingcomponentimplementationandtuningluminescencebands,optimizethestructureofthewhitelightLEDencapsulation,etc.UseablueglowLEDchipeffectiveexcitationCe:
YAGwafer,forminganewkindofwhiteLEDlightemittingstructure.RealizethestructurewithoutfluorescentpowderLEDwhitelightemission.InordertoeffectivelysolvethecurrentCe:
YAGphosphorwhiteLEDlight-emittingstructureexistphosphorexcitationefficiencyislow,poorcolorconsistency,lightfailure,lifeisshortandsoonaseriesofshortcomings.
KEYWORDS:
whiteLED,Gd,Ce:
YAG,fluorescentmaterial,opticalproperty
摘要1
ABSTRACT2
第一章绪论6
1.1引言6
1.2LED产业现状6
1.3白光LED的实现方法7
1.4荧光材料介绍8
1.4.1荧光粉8
1.4.2陶瓷及玻璃荧光材料8
1.4.3Ce:
YAG单晶荧光材料9
1.4.3.1Ce:
YAG晶体的结构和性能9
1.4.3.2Ce:
YAG单晶荧光材料相对于荧光粉的优势11
1.5本论文的研究目的、内容及意义12
1.5.1本论文的研究目的及意义12
1.5.2研究内容12
第二章实验部分14
2.1Ce:
YAG及Gd,Ce:
YAG晶体的生长14
2.1.1提拉法Czochralski(CZ)概述14
2.1.2晶体的生长装置14
2.1.3晶体生长原料的准备15
2.1.3.1Ce:
YAG晶体原料的准备16
2.1.3.2Gd,Ce:
YAG晶体原料的准备16
2.1.4提拉法生长YAG晶体的生长流程16
2.2晶体测试样品制备17
2.2.1XRD测试用样品17
2.2.2光谱性能测试用样品18
2.2.3白光LED光色参数测试用样品18
2.3样品测试分析方法18
2.3.1X射线衍射法18
2.3.2晶体的吸收光谱法18
2.3.3晶体的荧光光谱法19
2.3.4白光LED光色电参数的测试19
第三章Ce:
YAG荧光晶体的光电学性能研究21
3.1Ce:
YAG荧光晶体的XRD衍射图谱21
3.2Ce:
YAG晶体的吸收光谱21
3.3Ce:
YAG晶体的荧光光谱23
第四章Gd,Ce:
YAG晶体光学性能的研究26
4.1Gd,Ce:
YAG晶体的XRD图谱26
4.2Gd,Ce:
YAG晶体的吸收光谱26
4.3Gd,Ce:
YAG晶体的荧光光谱27
4.4Gd,Ce:
YAG晶片结构白光LED的光色电性能28
4.5Ce:
YAG晶体与稀土离子共掺杂Ce:
YAG晶体光色电性能的对比29
总结31
参考文献32
致谢33
附录1英文原文34
附录2英文译文44
新型半导体白光LED照明用荧光材料的制备及性能研究
第1章绪论
1.1引言
随着白光LED的实现,人们看到了LED应用于照明的希望。
LED以其效率高、功耗小、寿命长、固态节能以及绿色环保等显著优点,真正点燃了"绿色照明的光辉"。
半导体照明作为新型高效的固体光源,具有重大的发展潜力和巨大的社会、经济意义,预计将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的新一代照明光源,目前已得到业内人士的普遍关注[1-2]。
目前,获得白光LED最普遍的方法还是蓝光芯片加黄色荧光粉法。
这种方法采用蓝色LED芯片激发黄色发射的YAG:
Ce3+荧光粉而得到白光,由于缺少红色光谱成分,光源的色彩还原性差,显色指数低,发光效率低。
其中荧光粉是LED实现白光照明的关键材料,面对越来越广阔的市场需求和研究开发热潮,改善荧光材料的性能成了一项紧迫而艰巨的任务。
目前针对白光LED用荧光粉的研究已经取得了一定的进展,其种类繁多,各有其特色及优缺点,总体而言,还不能达到当今LED技术对荧光粉所期待的要求。
荧光材料正朝着高稳定性、高发光效率、高色纯度等方向发展,以满足白光LED照明发展的需要。
1.2LED产业现状
LED作为一种新型的技术和光源,具有绿色环保,不含汞、铅等重金属;抗震性强,耐用;能源节省等等多种优点。
因此,它被广泛认可及应用。
完整的LED产业链包括上游外延片、芯片的制作,中游的封装及下游的应用,此产业结构庞大,涉及应用领域广泛[3]。
我国政府对发展蓝光、白光LED高度重视。
“九五”和“十五”均列入科技“863”,“973”计划,给予大笔经费资助。
其中由北京大学、中科院物理所和北京有色院联合承担“十五”白光LED“863”项目。
国家科技部拟在“十五”期间,联合有关部门推出“半导体照明工程”,投巨资支持启动,己于2003年6月成立协调领导小组。
我国白光LED发展主要受其蓝芯片和紫外芯片的制约,相对差距很大,其外务必引进昂贵外延设备与技术。
我国台湾InGaN蓝光芯片开发厂商很多现己崛起,成为世界蓝芯片主要供应商,占世界总产量的23%[4];无论质和量都在大陆之上,但质量逊于日美。
从长远来看,随着全球节能减排的盛行,LED产业也会更加升温。
而我国LED经过30多年的发展,虽然先后实现了自己生产芯片,器件和外延片,但自产的芯片,和外延片有限,其产品以中低档为主,产业化规模较小,只能满足国内分的20%-30%,大部分高性能LED和功率LED产品要靠进口。
随着政府的大力推广和全球产业梯次转移,未来我国LED将成为市场上最具诱惑力的蛋糕,2011年整个大陆LED产业值已超过1500亿美元。
LED产业链中,LED外延品和LED晶片大概占行业70%的利润,LED的分装大概占10%,LED应用大概占10%-20%,2015年产业规模将达到500
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 完整版 新型 半导体 白光 LED 照明 荧光 材料 制备 性能 研究 毕业论文 设计