论文总字数：18419字

摘 要

白光LED在照明设备上应用广泛，如：指示灯，车辆的尾灯,手机的背光，液晶显示器等。这些照明设备具有寿命长、高效、可靠等优越性能。为了降低烧结温度，生产化学性质均一的产品，各种湿法发展起来，如：溶胶凝胶法、共沉淀法、水热法等。湿法有望制得纯相、大小均一、形貌均匀、微观结构统一的荧光粉。本文用共沉淀法，以碳酸氢铵和硫酸铵作为沉淀剂，制得YAG：Ce³ 黄色荧光粉。通过大量实验，研究反应配比，反应时间，煅烧温度改变时对所得的前驱体的影响，参照XRD，SEM数据，得到制备YAG：Ce³ 黄色荧光粉最佳的反应条件。

关键词：白光LED YAG荧光粉 共沉淀法

The preparation of high performance YAG phosphor

Abstract

White light-emitting diodes (W-LEDs) have attracted attention for application in various lighting devices, such as indicators, rear lamps for vehicles, backlights for cellular phones, and liquid crystal displays. These devices have excellent properties such as superior lifetime, efficiency, and reliability. In order to reduce the sintering temperature and produce excellent chemical homogeneity in products, various wet-chemical methods have been developed, such as sol-gel method, co-precipitation method, hydrothermal method .Wet-chemical methods have offered possibilities for purity of phase, size distribution, surface topography, and microstructural uniformity of the phosphors. In this paper, YAG:Ce³ phosphor was prepared by a co-precipitation method, using ammonia hydrogen and ammonia sulfate as precipitant. To determine the optimal conditions that phosphor was prepared, lots of experiments was conducted ,and the effects of the molar ratio of starting materials, reaction time, and calcination temperature on precursor were investigated by characterizations of XRD, SEM data.

Key words: white LED; YAG phosphor; co-precipitation method

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1背景介绍 1

1.2 LED发展历史 2

1.3照明用LED光源的特点 2

1.4发光的原理及实现方法 3

1.4.1荧光发光的原理 3

1.4.2 荧光实现发光的方法 3

1.5几种方法的比较 4

1.5.1固相法 4

1.5.2共沉淀法 5

1.5.3溶胶凝胶法 6

1.5.4水热法 7

第二章 实验部分 10

2.1 实验方法 10

2.2 实验原料 10

2.3 实验设备 11

2.4实验过程 11

2.5表征方法 11

2.5.1 粉末X射线衍射（XRD） 11

2.5.2 扫描电子显微镜（SEM） 12

2.5.3 荧光光谱仪 12

第三章 探究共沉淀法制备YAG的关键影响因素 14

3.1 研究背景 14

3.2 合成步骤 14

3.3 结果与讨论 15

第四章 结论与展望 21

4.1结论 21

4.2展望 21

参考文献 22

致谢 24

第一章 引言

1.1背景介绍

为了应对全球日益加剧的能源危机问题，“节能”和“绿色”成为了当今的研究攻关目标。而照明是与人类生活息息相关的，照明技术的发展与人类文明的进步是紧密相连的，与传统照明方式相比，白光LED照明具有省电、体积小、响应速度快、抗震耐冲、发热低、寿命长、可回收、无污染等优点。随着近十年来发光二极管(LED)的快速发展，白光LED照明技术得到广泛应用。因其具有“节能”、“环保”、“高效”和“寿命长”等特点，被称为继白炽灯、节能灯之后的新一代照明光源，且有取代传统照明的趋势。同时荧光粉也成了材料、电子、信息等学科领域的研究热点。

目前开发的白光LED技术中，通过在发蓝光的LED芯片上涂敷黄色荧光粉，是最为成熟的技术，也是广泛使用的技术^[1]。该方法具有涂敷工艺简单，YAG:Ce³ 荧光粉的激发光谱与GaN蓝光芯片发光光谱很匹配，蓝光LED芯片及黄色荧光粉制备较为成熟，性能稳定，发光效率高，具有优良的导热性和机械强度，具有良好的物理化学性质等优点，因此是国内外制造白光LED最为成熟的方法^[2]。

白光LED在照明设备上应用的引起了广泛关注，例如指示灯，车辆的尾灯,装饰灯具，手机的背光，液晶显示器等。这些设备具有优越的性能，例如寿命长，高效，可靠，并且有望显著降低火力发电厂的能耗和污染。具有立方形石榴石晶体结构的钇铝石榴石和掺杂稀土的YAG粉末，在高电子辐射的条件下能保持稳定性，因此被广泛用作发光材料^[3]。球形、高效、颗粒单层分布的优良YAG：Ce³ 荧光粉在远程荧光技术中十分重要，它使得低眩光系统具有更高的体系效率，并增加其稳定性，减少变色。通常，市场上的YAG:Ce³ 荧光粉是由固相法（SSR）^[4-6]制得的，即在高温下长时间的均热处理获得纯的YAG，这就使荧光粉具有不可控的微观结构。然而，用固相法制得的荧光粉有缺陷，如：分布不均匀、颗粒形状各异，这就降低了荧光粉的发光性能。因此，近年来，为了降低烧结温度，生产化学性质均一的产品，各种湿法发展起来，如：溶胶凝胶法^[7-9]、水热法^[10,11]、共沉淀法等。湿法有望制得纯相、形貌均匀、微观结构统一的荧光粉^[12-14]。

1.2 LED发展历史

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