藍綠色矽酸鹽螢光粉之合成及其應用於高演色性白光LED

  • 龔 軒志

學生論文: Master's Thesis

摘要

為了製作高演色性之白光LED,利用近紫外LED驅動紅綠藍三基色螢光粉為一可行的方式,因此本研究利用固態反應法合成適用近紫外激發之矽酸鹽類 Ba1-xSrxZrSi3O9:Eu2+藍色螢光粉與Ba2MgSi2O7:Eu2+綠色螢光粉。前者螢光粉隨Sr2+摻雜濃度提高放射峰由477位移至483 nm;後者放射峰為508 nm,且熱穩定性T50均大於140oC。在405 nm波段激發下,最佳化之Ba0 5Sr0 4ZrSi3O9:0 1Eu2+及Ba1 94MgSi2O7:0 06Eu2+螢光粉的外部量子效率分別為44 14%與35 64%,由於此兩種螢光粉具有寬廣的激發光譜,在300-420 nm有較強的吸收,皆適合應用在近紫外LED。 其中Ba1-xSrxZrSi3O9:Eu2+螢光粉利用Sr2+取代Ba2+,主體晶格場變強,結晶性變好,更多Eu3+被還原成Eu2+,且摻雜Sr2+會使結構的非對稱性增加,Eu2+之間的能量傳遞被阻礙,可降低其非輻射緩解機率,濃度淬滅點由6mol%提升至10 mol%,發光強度提升34%,反觀以Ca2+取代時,晶格扭曲過大,不易取代主體中Ba2+位置,合成時有雜項產生,發光強度大幅下降;最後以NH4Cl作為助熔劑,可幫助離子擴散與結晶反應之進行,加入8wt% NH4Cl可提升Ba0 5Sr0 4ZrSi3O9:0 1Eu2+藍色螢光粉外部量子效率5%。Ba1 94MgSi2O7:0 06Eu2+綠色螢光粉部分則利用過量Si的摻雜可以補足煆燒時Si的揮發,成?合成出單一結晶相之化合物。 將上述合成藍色與綠色螢光粉搭配氮化物Ca2Si5N8:Eu2+紅色螢光粉封裝在近紫外405 nm LED上,利用遠距式分層塗佈方式,紅色螢光粉在下層,藍色混和綠色螢光粉在上層塗佈結構,藉由調整螢光粉之厚度製作不同色溫之高演色性白光LED,其最佳白光LED之照明效率、C I E座標、色溫、演色性分別為22 21 lm/W、(0 3566 0 3582)、4606 K、93 8。
獎項日期2014 七月 25
原文???core.languages.zh_ZH???
監督員Sheng-Yuan Chu (Supervisor)

引用此

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