紫外光發光二極體用螢光粉介紹

第1章　簡　介 1-1
1.1　近代照明發展趨勢 1-1
1.2　螢光粉於照明上之應用 1-4
1.2.1　低壓水銀放電燈(low-pressuremercurydischargelamp) 1-6
1.2.2　高壓水銀放電燈(high-pressuremercurydischargelamp) 1-7
1.2.3　應用於白光LED之YAG型螢光材料 8
1.3　白光發光二極體產業之發展現況與未來展望 1-10
1.3.1　各國之白光LED發展計畫 1-10
1.3.2　市場未來需求與白光LED未來發展趨勢 1-14
1.4　LED與白熾燈泡及日光燈效率之比較 1-17
1.5　色彩簡介 1-19
1.5.1　視覺敏感度 1-20
1.5.2　CIE色度座標圖(CIEchromaticitydiagram) 1-20
1.5.3　色溫(colortemperature) 1-23
1.5.4　演色性與照明效率 1-241-6　發光原理與過程 1-26
1.6.1　組態座標(configurationcoordination)： 1-28
1.6.2　電子-聲子交互作用(electron-phononinteraction)1-28
1.6.3　LaPorte選擇律(Laporte\’\’sRule) 1-30
1.6.4　自旋選擇律(spinselectionrule) 1-32
1.6.5　法蘭克-康頓原理(Franck-Condonprinciple)與史托克位移(Stokesshift) 1-32
1.6.6　溫度對波形之影響 1-33
1.6.7　溫度淬滅(temperaturequenching) 1-35
1.6.8　增感劑與活化中心之能量傳遞 1-35
1.7　共價性對離子晶體之影響 1-39
1.7.1　離子化合物之非極性(共價性)特徵 1-39
1.7.2　電子雲擴張效應(nephelauxetic;cloudexpanding) 1-41
1.7.3　晶格場理論(crystalfieldtheory) 1-42
1.8　固態螢光材料之分類 1-44
1.8.1　活化中心與主體晶格之作用 1-44
1.8.2　活化中心離子於週期表之位置 1-45
1.8.3　半導體與絕緣體型螢光材料 1-46
1.9　稀土元素之電子結構 1-50
1.9.2　稀土元素之原子及離子半徑大小 1-51
1.9.3　稀土離子之價數 1-52
1.10　文獻與專利回顧 1-56
1.11　本書介紹重點 1-65

第2章　樣品合成及儀器分析原理 2-1
2.1　化學藥品 2-1
2.2　樣品之製備 2-2
2.2.1　固態反應法簡介 2-4
2.2.2　均勻共沈澱法簡介 2-7
2.2.3　藍色螢光粉之固態反應法 2-9
2.2.4　綠色螢光粉之固態反應法 2-10
2.2.5　紅色螢光粉之固態反應法 2-11
2.2.6　紅色螢光粉之均勻共沈澱法 2-12
2.3　樣品鑑定分析 2-13
2.4　粉末X光繞射儀(PowderX-rayDiffraction;XRD) 2-14
2.4.1　X光基本原理 2-14
2.4.2　X光粉末繞射 2-17
2.4.3　數據收集 2-17
2.4.4　晶格常數與晶系(crystalsystem)之決定 2-18
2.4.5　圖形分解 2-18
2.4.6　選擇空間群 2-18
2.4.7　定結構模型 2-18
2.4.8　結構精算 2-19
2.5　光激發光光譜(Photoluminescence﹔PL)與色度座標(CommissionInternationaledeI\’\’Edairage；CIE) 2-21
2.6　掃描式電子顯微鏡(ScanningElectronMicroscope;SEM）與能量分散式X光(EnergyDisperseX-ray;EDX)2-24
2.6.1　SEM工作原理 2-24
2.6.2　電子束與試片之相互作用 2-25
2.6.3　EDX工作原理 2-25
2.7　X光吸收光譜近邊緣結構(X-rayAbsorptionNearEdgeStructure;XANES)與延伸X光吸收細微結構ExtendedX-rayAb(EXAFS) 2-27
2.7.1　X光吸收近邊緣結構(XANES) 2-27
2.7.2　延伸X光吸收細微結構(EXAFS) 2-28

第3章　藍、綠與紅色螢光粉之合成結果與討論 3-1
3.1　藍色螢光粉BaMgAl10O17:Eu2+特性分析 3-2
3.1.1　藍色螢光粉BaMgAl10O17:Eu2+結構簡介 3-2
3.1.2　XRD結構鑑定與分析 3-4
3.1.3　光激發光光譜與色度座標圖 3-10
3.1.4　主體晶格陽離子取代之影響 3-13
3.2　綠色螢光粉BaMgAl10O17:Eu,Mn特性分析 3-17
3.2.1　低摻雜濃度之結構與光學變化 3-17
3.2.2　高摻雜濃度之結構與光學變化 3-20
3.2.3　Eu2+離子與Mn2+離子之能量轉換 3-25
3.2.4　主體晶格陽離子取代之影響 3-27
3.3　紅色螢光粉Y2O3:Eu3+特性分析 3-31
3.3.1　紅色螢光粉Y2O3:Eu3+結構與其光學躍遷 3-31
3.3.2　摻雜濃度對Y2O3:Eu3+結構與發光效率之影響3-33
3.3.3　燒結溫度與粉體製程對螢光效率之影響 3-41
3.3.4　增感劑Bi3+離子摻雜 3-53
3.4　粉體搭配與色彩表現 3-62

第4章　結　論 4-1