近紫外激發矽酸鹽類螢光粉合成及螢光膠薄層應用於可置換式白光LED

Translated title of the thesis: The Synthesis of Silicate Phosphors for Near Ultraviolet Excitation and Application of Phosphor Films for Replaceable White LED
  • 鄭 國清

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究利用固態反應法合成近紫外光激發之矽酸鹽類BaZr1-yHfySi3O9:Eu2+藍綠色螢光粉與Li2SrSi1-yTiyO4:Eu2+黃色螢光粉,利用兩種螢光粉搭配近紫外光發光二極體(Light-emitting Diodes LEDs)混合成白光,然而近紫外光LED操作時表面溫度會變高,故螢光粉需要更好的熱穩定性,且近紫外光激發螢光粉發光強度不高,因此本研究著重於改善螢光粉之熱穩定性及發光強度。前者藍綠色螢光粉隨Hf4+摻雜濃度提升熱穩定性(T50由230 °C提高到281 °C);後者黃色螢光粉摻雜Ti4+發光強度提升14 15%,兩者皆具較寬之激發光譜,皆適用於近紫外光LED。 其中BaZr1-yHfySi3O9:Eu2+藍綠色螢光粉利用Hf4+取代Zr4+,Hf之質量較大,因此晶格振動受熱影響變小,活化能變大(由0 374 eV提升至0 3832 eV),降低非輻射緩解的機率,但由於摻雜Hf4+時會有雜相產生,隨Hf4+濃度變大,發光強度大幅降低;最後選擇加入NH4Cl作為助熔劑,可幫助結晶反應,使結晶性更好,減少雜相,以6 wt% NH4Cl為最佳濃度,其發光強度大幅提升,且維持較佳熱穩定性。Li2SrSi1-yTiyO4:Eu2+黃色螢光粉則利用Ti4+取代Si4+,Ti4+使平均晶粒大小變大(從65 71 nm至70 47 nm),最佳摻雜濃度為0 02 mol%,而發光強度會隨Crystallite size變化。 將上述之BaZr1-yHfySi3O9:Eu2+藍綠色螢光粉及商用(Ba Sr Ca)2SiO4:Eu2+黃色螢光粉,搭配近紫外光(395-400 nm) LED產生白光。本研究採取與以往不同的螢光膠薄層結合反射杯製備可置換式白光LED,其優點為可任意拆裝,調變不同參數於單一LED,可任意調整白光LED之特性,藉由不同片數以找出最佳白光LED的特性,本研究最佳化元件特性:白光CIE座標為(0 325 0 358),照明效率為20 9158 lm/W,演色性為80 47。
Date of Award2016 Jul 27
Original languageChinese
SupervisorSheng-Yuan Chu (Supervisor)

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近紫外激發矽酸鹽類螢光粉合成及螢光膠薄層應用於可置換式白光LED
國清, 鄭. (Author). 2016 Jul 27

Student thesis: Master's Thesis