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1、安徽工业大学 光信息科学与技术专业本科毕业设计(论文)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I安徽工业大学 光信息科学与技术专业本科毕业设计(论文)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，
2、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： III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
3、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
4、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LED Gd,Ce:YAG 荧光材料 光学性能White LED with fluorescent material preparation and optical properties of the researchABSTRACT With the excessive consumption of energy and deteriorating envi
5、ronment,to save energy and protect the environment will be more and more attention.White LED as the fourth generation of lighting source, because of the good characteristics of energy conservation and environmental protection, and other a series of advantages and attention by all over the world, cou
6、ntries are racing to the research and development.In the preparation of white LED, fluorescent material performance directly affects the conversion efficiency of white LED, luminous efficacy, color temperature, color coordinate and color rendering.White LED fluorescent material mainly amorphous phos
7、phor powder as the main body, at this stage, companies and research institutions at home and abroad studies of white light LED fluorescent material on almost all concentrated in the fluorescent powder, high brightness, high luminous efficiency, high color rendering fluorescent powder has become a re
8、search focus in the field of white LED fluorescent materials.Affected by phosphor performance itself, however, the white LED luminous efficiency and color rendering performance improvements, improve the service life, solving the problems of the high power use speed is slowing. LED the development of
9、 the bottleneck is increasingly highlighted the phosphors cant meet the demand of the existing white LED and adapt to the future development trend of white LED.This topic puts forward a new type of Ce: YAG white LED light-emitting chip structure preparation technology route, its excitation emission
10、efficiency is high, physical and chemical performance is stable, high thermal conductivity, long service life, can be applied to high power white LED, can increase the red light-emitting component implementation and tuning luminescence bands, optimize the structure of the white light LED encapsulati
11、on, etc.Use a blue glow LED chip effective excitation Ce: YAG wafer, forming a new kind of white LED light emitting structure.Realize the structure without fluorescent powder LED white light emission. In order to effectively solve the current Ce: YAG phosphor white LED light-emitting structure exist
12、 phosphor excitation efficiency is low, poor color consistency, light failure, life is short and so on a series of shortcomings.KEYWORDS：white LED，Gd,Ce:YAG ，fluorescent material ，optical property 目录摘要1ABSTRACT2第一章 绪论61.1 引言61.2 LED产业现状61.3 白光LED的实现方法71.4 荧光材料介绍81.4.1荧光粉81.4.2 陶瓷及玻璃荧光材料81.4.3 Ce:YAG
13、 单晶荧光材料91.4.3.1 Ce:YAG晶体的结构和性能91.4.3.2 Ce:YAG单晶荧光材料相对于荧光粉的优势111.5本论文的研究目的、内容及意义121.5.1本论文的研究目的及意义121.5.2 研究内容12第二章 实验部分142.1 Ce:YAG及Gd,Ce:YAG晶体的生长142.1.1 提拉法Czochralski（CZ）概述142.1.2 晶体的生长装置14 2.1.3 晶体生长原料的准备152.1.3.1 Ce:YAG晶体原料的准备162.1.3.2 Gd,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162.2晶体测试样品制备172.2.1
14、 XRD测试用样品172.2.2 光谱性能测试用样品182.2.3 白光LED光色参数测试用样品182.3 样品测试分析方法182.3.1 X射线衍射法182.3.2 晶体的吸收光谱法182.3.3 晶体的荧光光谱法192.3.4 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213.1 Ce:YAG 荧光晶体的XRD衍射图谱213.2 Ce:YAG晶体的吸收光谱213.3 Ce:YAG晶体的荧光光谱23第四章 Gd,Ce:YAG晶体光学性能的研究264.1 Gd,Ce:YAG晶体的XRD图谱264.2 Gd,Ce:YAG晶体的吸收光谱264.3 Gd,Ce:YAG晶体的荧光光谱274.4 Gd,Ce:YAG晶片结构白光LED的光色电性能284.5 Ce: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
