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研究生:郭哲瑋
研究生(外文):Kuo,Che-Wei
論文名稱:助熔劑對合成 YAG:Ce 粉末之影響
論文名稱(外文):Effects of flux on the synthesis of YAG:Ce powder
指導教授:蔡明雄蔡明雄引用關係
指導教授(外文):Tsai, Ming-Shyong
學位類別:碩士
校院名稱:南台科技大學
系所名稱:化學工程與材枓工程系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:102
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:螢光粉助熔劑白光LED
外文關鍵詞:YAG:Ce powderWLEDflux
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近年來,由於節能環保意識的抬頭,具有低能耗、壽命長、體積小且無汞汙
染等優點的白光 LED 逐漸取代了傳統的燈源。到目前為止,白光 LED 已發展出許
多製備的方式,其中藉由銦氮化鎵藍光晶片(InGaN blue chip)搭配摻雜鈰的釔鋁石
榴石(YAG:Ce)黃色螢光粉為較常見的製備方式。本研究主要是利用實驗室先前
所改良的固相法並添加助熔劑來製備摻雜鈰的釔鋁石榴石螢光粉(YAG:Ce)。
由 XRD 分析結果顯示,添加助熔劑 A 所製備之粉體可於煅燒 1000℃且持溫 1
小時下合成出純相石榴石結構。由 PL 分析結果得知,添加助熔劑 B,經煅燒 1500
℃且持溫 5 小時所製備之粉體,具有較佳的螢光強度。且由 SEM 圖觀察發現,添
加助熔劑所製備之粉體,粒徑約為 1.6μm 及 2.5μm,且粒徑分佈均一。
總結上述分析結果,於固相反應法製程中,添加助熔劑可以降低螢光粉體之
煅燒溫度且可以幫助粉體粒徑成長,趨於圓球形態,並有效提升其螢光強度。此
外,螢光粉體之螢光強度除了受到純相與否影響外,亦受到粉體表面型態及大小
影響。
In recent years, white light emitting diode (WLED) with many advantages, such as
low energy consumption, long life, small size and non-mercury pollution, which
gradually substituted traditional light sources because the awareness of energy saving
and environmental protection was developed. Up to now, there have been various
manufacturing methods of WLED were reported, among which a popular one was the
combination of InGaN blue chip and yellow phosphor (YAG:Ce). In this research,
cerium doped yttrium aluminum garnet phosphor were prepared by solid-state reaction
method with adding fluoride salts as flux.
The XRD patterns shown the powder with 20 mol% flux A was presented pure
YAG phase at 1000℃ for 1 hour. Form the photoluminescence (PL) spectrum, it
shown that luminescence intensity of YAG:Ce with 20 mol% flux B, which calcined at
1500℃ for 5 hours was better than others. From the SEM images, the powder with
20% flux had regular morphology and non-aggregation characteristic. The particle size
of YAG:Ce powder were about 1.6 μm and 2.5 μm, respectively.
In summary, YAG:Ce powder were synthesized by solid-state reaction method
with flux, which could decrease the calcination temperature, make the particle size grow
up and near spheric as well as enhance luminescence intensity. In addition, the
luminescence intensity of YAG:Ce powder were affected not only by pure YAG phase,
but also by the morphology and particle size of YAG:Ce powder.
目錄
摘要 ................................................................................................................................... i
ABSTRACT ...................................................................................................................... ii
致謝 ................................................................................................................................. iii
目錄 ................................................................................................................................. iv
圖表目錄 ......................................................................................................................... vi
第一章 緒論 .................................................................................................................... 1
1.1 前言 .................................................................................................................... 1
1.2 文獻回顧 ............................................................................................................ 8
1.3 研究動機 .......................................................................................................... 11
第二章 相關理論 .......................................................................................................... 12
2.1 發光原理 .......................................................................................................... 12
2.2 螢光材料種類 .................................................................................................. 13
2.3 光放射之激發種類 .......................................................................................... 15
2.4 螢光體發光效率之影響因素 .......................................................................... 16
2.5 助熔劑 .............................................................................................................. 17
2.6 煅燒理論 .......................................................................................................... 18
2.7 擴散機制 .......................................................................................................... 19
第三章 實驗部分 .......................................................................................................... 23
3.1 實驗藥品 .......................................................................................................... 23
3.2 實驗方法 .......................................................................................................... 24
3.2.1 YAG:Ce 粉體的製備 ......................................................................... 243.3 實驗分析儀器 .................................................................................................. 26
第四章 結果與討論 ...................................................................................................... 27
4.1 煅燒溫度對粉體之影響 .................................................................................. 27
4.2 助熔劑濃度對粉體之影響 .............................................................................. 36
4.2.1 助熔劑 A 對粉體之影響 ....................................................................... 36
4.2.2 助熔劑 B 對粉體之影響 ....................................................................... 37
4.3 煅燒時間對粉體之影響 .................................................................................. 46
4.4 綜合分析 .......................................................................................................... 50
第五章 結論 .................................................................................................................. 54
參考文獻 ........................................................................................................................ 56
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