跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.211.31.134) 您好!臺灣時間:2024/07/23 07:59
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:邱創弘
論文名稱:白光LED轉換螢光材料之製備與發光特性鑑定
論文名稱(外文):The Synthesis and Luminescence Characterization of UV-LED Convertible Phosphors for Lighting Applications
指導教授:陳登銘陳登銘引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:應用化學系所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:126
中文關鍵詞:白光固態法共摻雜活化劑
外文關鍵詞:white lightsolid-state routecodopingactivators
相關次數:
  • 被引用被引用:4
  • 點閱點閱:214
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:1
本研究成功地以高溫固態法配合弱還原條件,合成四種含不同活化離子共摻單一主體之白光螢光材料,作為新開發紫外光發光二極體晶粒轉換為白光,並取代傳統的藍光發光二極體晶粒。
在(Y0.65Gd0.35)BO3與Y2SiO5兩主體中,本研究藉由摻雜不同比例的三種稀土活化劑( Ce3+,Tb3+,Eu3+ ),以供此兩螢光體分別在361nm及358nm之長波長紫外光源激發下,發射出接近理想白光。而主體(Sr0.5)Ba0.5Al2S4則是於密閉石英管中所合成,再藉由Eu2+摻雜離子後,調變其藍光峰帶與紅光峰帶產生重疊與消長之現象。當光源激發波長為395nm時,(Sr0.5)Ba0.5Al2S4: Eu2+螢光體達到色度均衡而發出白色光。
此外,(Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2則是一種菱形結構之化合物,本研究深入探討摻雜離子濃度對其發光特性及輝度所造成的影響。本研究發現4 mole% Sn2+及1 mole% Cu+共摻時,在紫外光激發之下,能使其螢光放射強度( 1:2 )及輝度( 2:1 )比例達到均衡,對色度產生對等地貢獻,因而形成白光。
To investigate the potential phosphors for applications in white light ultraviolet light emitting diodes(UV-LED), we have synthesized four types of phosphors with different activator doping via solid-state route. This research is attempted to investigate the correlation of activator doping and the chromaticity of white light generated from combination of UV-LED and proper phosphors.
In the phosphors with hosts of (Y0.65Gd0.35)BO3 and Y2SiO5 we have investigate the codoping effect with activators of Ce3+, Tb3+ and Eu3+, respectively. These two types of phosphors emit white light under the excitation of ultraviolet radiation with wavelength of 361 nm and 358 nm, respectively. On the other hand, by tuning the overlapping of blue and red emission, the Eu2+-doped (Sr0.5Ba0.5)Al2S4 synthesized in a sealed quartz tube also emits white light under the excitation of ultraviolet of 395 nm.
In addition, we have also investigated the luminescence and chromaticity characteristics of rhombohedral (Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2:Sn2+,Cu+ phosphors as a function of activator concentrations. Under ultraviolet excitation this phosphate phosphor was found to generate well-balanced white light with decent luminescence and brightness.
中文摘要………………………………………………………………. i
英文摘要………………………………………………………………. iii
誌謝……………………………………………………………………. v
總目錄…………………………………………………………………. vii
表目錄…………………………………………………………………. xi
圖目錄…………………………………………………………………. xii
第一章 導論…………………………………………………………. 1
第二章 螢光體基本理論……………………………………………. 4
2-1 發光原理…………………………………………………… 4
2-2 螢光材料的設計及組成…………………………………… 7
2-2-1 主體晶格之選擇……………………………………... 8
2-2-2 主體晶格之影響…………………………………....... 9
2-2-3 活化劑之選擇………………………………………... 10
2-2-4 抑制劑………………………………………………... 11
2-2-5 製備無機螢光體材料之控制要素…………………. 11
2-3 螢光體光學特性的量測……………………………............ 12
2-3-1 輝度的量測…………………………………………... 12
2-3-2 激發與放射光譜的量測……………………............... 12
2-3-3 餘輝光譜的量測……………………………………... 13
2-3-4 量子效率的量測……………………………………... 13
2-3-5 發光色的判別………………………………………... 14
viii
2-4 製備方法.…….…………………………………………….. 15
第三章 文獻回顧及研究動機………………………………………. 20
3-1 (Y0.65Gd0.35)BO3 主體文獻回顧…………………………..... 20
3-2 Y2SiO5主體文獻回顧……………………………………… 21
3-3 (Sr0.5Ba0.5)Al2S4 主體文獻回顧……………………………. 22
3-4 (Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2 主體文獻回顧…………………………. 23
3-5 研究動機…..……………………………………………….. 24
第四章 實驗方法…..………………………………………………... 26
4-1 實驗藥品…………………………………………………… 26
4-2 儀器設備…………………………………………………… 28
4-3 實驗步驟…………...………………………………………. 30
4-3-1 (Y0.65Gd0.35)BO3:Ce3+,Tb3+,Eu3+白光材料之合成…… 30
4-3-2 石墨還原氣氛之氧化鋁反應裝置示意圖……………. 31
4-3-3 Y2SiO5:Ce3+,Tb3+,Eu3+白光材料之合成…………..... 32
4-3-4 (Sr0.5Ba0.5)Al2S4:R(R= Eu2+,Eu3+)白光材料之合成…. 33
4-3-5 (Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2:Sn2+,Cu+白光材料之合成.............. 34
4-3-6 供氫氣還原製程管狀爐示意圖................................... 35
第五章 結果與討論…..…..……………………………………….… 36
5-1 稀土共摻(Y0.65Gd0.35)BO3 白光螢光材料合成、光譜特性
與微結構之研究…………………………………………... 36
5-1-1 (Y0.65Gd0.35)BO3 白光材料之合成探討……..……….. 36
5-1-2 (Y0.65Gd0.35)BO3 X-ray 繞射圖譜分析……….………. 36
5-1-3 (Y0.65Gd0.35)BO3:Ce3+發光特性之研究……………… 37
5-1-4 (Y0.65Gd0.35)BO3:Tb3+發光特性之研究……………… 38
ix
5-1-5 (Y0.65Gd0.35)BO3:Eu3+發光特性之研究……………… 39
5-1-6 (Y0.65Gd0.35)BO3:Ce3+,Tb3+,Eu3+螢光光譜與色度座標
之研究........................................................................... 40
5-1-7 (Y0.65Gd0.35)BO3:Ce3+,Tb3+,Eu3+白光材料微結構之研
究................................................................................... 42
5-2 Y2SiO5 共摻雜白光螢光材料合成、光譜特性與微結構之
研究……………………………………………………....... 42
5-2-1 Y2SiO5 白光材料之合成探討……………………….. 42
5-2-2 Y2SiO5 繞射圖譜之分析............................................... 42
5-2-3 Y2SiO5:Ce3+發光特性之研究....................................... 43
5-2-4 Y2SiO5:Tb3+發光特性之研究………........................... 44
5-2-5 Y2SiO5:Eu3+發光特性之研究....................................... 45
5-2-6 Y2SiO5:Ce3+,Tb3+,Eu3+螢光光譜與色度座標之研究.. 45
5-2-7 Y2SiO5:Ce3+,Tb3+,Eu3+白光材料微結構之研究…….. 47
5-3 (Sr0.5Ba0.5)Al2S4 白光材料合成、光譜特性與微結構之研
究…………………………………………………………... 47
5-3-1 (Sr0.5Ba0.5)Al2S4 白光材料之合成探討………………. 47
5-3-2 (Sr0.5Ba0.5)Al2S4 繞射圖譜之分析……..…................... 48
5-3-3 (Sr0.5Ba0.5)Al2S4:Eu3+螢光光譜與色度座標之研究…. 48
5-3-4 (Sr0.5Ba0.5)Al2S4:Eu2+螢光光譜與色度座標之研究…. 49
5-3-5 (Sr0.5Ba0.5)Al2S4:Eu2+白光材料微結構之研究………. 51
5-4 共摻雜(Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2 白光螢光材料合成、光譜特性
與微結構之研究…………………………………...……… 51
5-4-1 (Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2 白光材料之合成探討……………. 51
x
5-4-2 (Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2 繞射圖譜之分析............................. 52
5-4-3 (Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2:Sn2+螢光光譜與色度座標之研究. 52
5-4-4 (Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2:Sn2+摻雜濃度效應與色度座標之
研究………………………………………………….. 53
5-4-5 (Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2:Cu+螢光光譜與色度座標之研究.. 54
5-4-6 (Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2:Cu+摻雜濃度效應與色度座標之
研究………………………………………………….. 54
5-4-7 (Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2: Sn2+,Cu+螢光光譜與色度座標之
研究………………………………………………….. 55
5-4-8 氫氣退火對(Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2: Sn2+,Cu+螢光強度影
響之研究…………………………………………….. 56
5-4-9 (Sr0.9Mg0.1)3(PO4)2: Sn2+,Cu+白光材料微結構之研究. 56
第六章 總結………………………………………………………….. 58
參考文獻……………………………………………………………….. 60
[1] 蘇勉曾、吳世康,發光材料,Vol.4, p.2.
[2] G. Blasse and B. C. Grabmaier, “Luminescence Materials”, Springer, Berlin (1994).
[3] D. A. Skoog, D. M. West, “Principles of Instrumental Analysis”, New York, Holt, Reinhart & Winstin (1971)
[4] R. B king “Encyclopedia of Inorganic Chemistry”, 4, John Wiley&Sons (1994)
[5] L. G. Van Uitert, E. F. Dearborn, J. J. Rubin, J. Chem. Phys., 45, 1578 (1966) .
[6] 陳育山,國立交通大學應用化學所,碩士論文,民國91年6月。
[7] 蘇勉曾、吳世康,發光材料,Vol.4, p.9.
[8] R. C. Ropp , “Luminescence and the solid state”, Amsterdam Elsevier (1991)
[9] 水野博之著,“光電工學的基礎”,第五章,復漢出版社,民國82年。
[10] 余松熠、周源華著,“數位影像處理”,第二章,格致圖書公司,民國82年。
[11] http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/cie.html
[12] W. R. Blumenthal and D. S. Philips, J. Am. Ceram. Soc., 79, 1047 (1996).
[13] A. Ikesue and I. Furusato, J. Am. Ceram. Soc., 78, 225 (1995).
[14] M. Gomi and Kanie, Jpn. J. Appl. Phys., 35, 1798 (1996).
[15] R. P. Rao, J. Electrochem. Soc., 143, 189 (1996).
[16] 林麗玉,國立交通大學應用化學所,碩士論文,民國89年6月。
[17] 張有義、郭蘭生編著,“膠體與界面化學入門”,高立圖書公司,台北市,民國86年。
[18] D. Myers, “Surfactant Science and Tecnology”, VCH, New York (1998).
[19] Dinesh O. Shan., “Micelles, Microemulsions, and Monolayers: Science and Technology”, M. Dekker, New York﹙1998﹚p24
[20] K. Okuyama, I. W. Lenggoro, N. Tagami, S. Tamaki, N. Tohge, J.
Mater. Sci., 32, 1229 (1997).
[21] 蔡文娟,國立清華大學化學所,博士論文,民國87年3月。
[22] G. Chadeyron, M. El-Ghozzi, R. Mahiou, A. Arbus, and J. C. Cousseins, Journal of Solid State Chemistry, 128, 261-266 (1997)
[23] Li YY, Peng ML, Feng SH, Chinese Chemical Letters,7 (4),387-388,
APR (1996).
[24] M. Th. Cohen-Adad, O. Aloui-Lebbou, C. Goutaudier, et al., Journal of Solid State Chemistry, 154, 204-213 (2000).
[25] Zhenggui Wei, Lingdong Sun, Chunsheng Liao, Jialu Yin, Xiaocheng Jiang and Chunhua Yan, J. Phys. Chem.B, July 11(2002).
[26] Kim KN, Jung HK, Park HD, Kim D, Journal of Materials research, 17 (4): 907-910 APR (2002).
[27] R. C. Alig and S. Bloom, Cathodoluminescent efficiency. J. Electrochem. Soc., 24 (7), 1136 (1977).
[28] X.Ouyang et al., Thin solid films., 254, 268-272 (1995).
[29] J. C. Souriau, R. Romero, C. Borel, Ch. Wyon, C. Li, R. Moncorge,
Optical Materials, 4, 133-137 (1994).
[30] Choi, YY; Sohn, KS; Park, HD; et al., Journal of Materials Research, 16 (3), 881-889, MAR (2001).
[31] Q. Y. Zhang et al., Chemical Physics Letters, 356, 161-167 (2002).
[32] E. J. Bosze et al., Journal of Luminescence, 104, 47-54 (2003).
[33] E. J. Bosze et al., Materials Science and Engineering, B97, 265-274,
(2003).
[34] P. C. Donohue and J. E. Hanlon, J. Electrochem. Soc., 121, 137 (1974).
[35] B. Eisenmann, M. Jakowski, and H. Schafer, Mater. Res. Bull., 17,
1169 (1982).
[36] K. T. Le Thi, A. Garcia, F. Guillen, and C. Fouassier, Mater. Sci.
Eng., B14, 393 (1992).
[37] Miura N, Kawanishi M, Matsumoto H, Nakano R, Japanese Journal
of Applied Physics Part 2-Letters, 38 (11B), 1291-1292 , NOV 15 (1999).
[38] JM Goh, WT Kim, MS Jin, SH Choe, HG Kim, TY Park, Journal
of Applied Physics, 88 (7), 4117-4121, OCT 1 (2000).
[39] MS Jin, CI Lee, CS Yoon, CD Kim, JM Goh, WT Kim, Journal of Materials Research, 16 (5), 1520-1524, MAY (2001).
[40] Inoue Y, Tanaka I, Tanaka K, Izumi Y, Okamoto S, Kawanishi M,
Barada D, Miura N, Matsumoto H, Nakano R, Japanese Journal
of Applied Physics Part 1-Regular Papers Short Notes & Review
Papers, 40 (4A), 2451-2455, APR (2001).
[41] Inoue Y, Tanaka I, Tanaka K, Izumi Y, Okamoto S, Kawanishi M,
Barada D, Miura N, Matsumoto H, Nakano R, Journal of Luminescence, 96 (1), 69-74, JAN (2002).
[42] Smet PF, Poelman D, Van Meirhaeghe RL, Journal of Applied Physics, 95 (1), 184-190, JAN 1 (2004).
[43] Mathew M, Journal of Chemical Crystallography, 26 (5), 341-346, MAY (1996).
[44] Graia M, Driss A, Jouini T, Acta Crystallographica Section C-Crystal Structure Communications, 55, 1395-1398 Part 9, SEP 15 (1999).
[45] Kato C, Fujita K, Matsuda K, Nippon Kagaku Kaishi, 3, 321-328,
MAR (2002).
[46] 美國專利 U.S.Patent 5,998,925 (1999).
[47] 美國專利 U.S.Patent 6,069,440 (1999).
[48] 陳登銘教授, 國立交通大學應用化學所,研究指導計畫案。
[49] Bruker公司,AXS D8 Advance機型X光繞射儀解析。
[50] 郭信甫,國立交通大學應用化學所,碩士論文,民國92年6月。
[51] Zheng-Gui Wei, Ling-Dong Sun, Chun-Sheng Liao, Xiao-Cheng
Jiang and Chun-Hua Yan, J. Mater. Chem., 12, 3665–3670, Oct (2002).
[52] V. Jubera et al., Journal of Luminescence, 101, 1–10 (2003).
[53] 蘇勉曾、吳世康,發光材料,Vol.4, p.11.p.28.
[54] Shigeo Shionoya and William M. Yen, “Phosphor Handbook”,CRC
Press LLC, Boca Raton, FL, U.S.A. (1999).
[55] Looney, J.R. and Brown,J.J.,Jr., J. Electrochem. Soc., 118, 470
(1971).
[56] Koelmans, H. and Cox, A.P.M., J. Electrochem. Soc., 104, 442
(1957).
[57] Britvin.S et al., Canadian Mining and Metallurgical Bulletin, 29, 87 (1991).
[58] R.Aceves, U.Caldino G et al., Journal of Luminescence, 65, 113–119
(1995).
[59] A.Mendez, F.Ramos et al., Journal of Luminescence, 79, 269-274
(1998).
[60] R.R.Patil, S.V.Moharil, Journal of Luminescence, 63, 339-344
(1995).
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top