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能源在当今社会发挥着举足轻重的作用,它是各个国家经济、社会发展的重要保障。在当今世界里节约能源已成为时下重要的社会意识,一些发达国家都采取了相应的节能减排措施,其中照明用电占能源消耗的一大部分,白色发光二极管(WLED)因具有传统照明所无法比拟的优势,如更节能、寿命长、无污染、响应快速等优点而被誉为是下一代的照明产品。现在生产白光LED主要产业化的方法是蓝光LED芯片与可被蓝光激发的荧光粉的搭配组合,此种方法具有出光不均匀,散热不良等缺点,本研究正是以此为出发点,研究了白光LED用荧光薄膜的制备与性能,同时将荧光薄膜采用远离芯片的形式封装,提高了白光LED的光斑均匀性,又利于LED芯片的阵列集成以及散热,从而LED芯片的发光效率和寿命也会相应的得到提高。本论文分别采用sol-gel法和rf磁控溅射法研究了荧光薄膜,同时探讨了主要制备工艺参数对荧光薄膜的物理和发光性能的影响。 1.以硝酸盐为原料,采用sol-gel法在石英玻片上制备了铈元素掺杂的立方相钇铝石榴石(YAG:Ce3+)荧光薄膜,并探讨了主要制备参数如匀胶层数、热处理温度以及气氛对荧光薄膜晶型和光谱性能的影响。结果表明,随着匀胶层数的增加和热处理温度的升高,YAG:Ce荧光薄膜结晶性能和PL发射光谱强度均得到提高,荧光薄膜的发射峰峰值随着热处理温度的提高出现红移现象。在空气中经过热处理的样品的结晶性优于在氩气气氛中热处理的样品,但从发光强度相比,后者更强。同时在匀胶层数达到6层时,YAG:Ce荧光薄膜的晶型完整,厚度约为900nm,表面平整、致密,经PL测试可发射峰值在530nm左右(发射峰半高宽值>80nm)的光,而相应的PLE测试可得到一个450nm(较强)蓝光激发峰和一个340nm(较弱)的紫外激发峰,说明荧光薄膜满足被蓝光芯片激发的要求。Sol-gel法因制备薄膜操作简单、成本低,不需真空条件和昂贵的设备,所以采用此法制备荧光薄膜具备实际应用潜力。 2.将在sol-gel法中的胶体采取一定的处理过程得到粉体,然后经冷静压得到靶材,在纯氩气气氛下通过射频(rf)磁控溅射法在石英玻片上溅射镀膜,随后在不同的热处理温度和气氛下得到YAG:Ce3+荧光薄膜。系统探讨了溅射功率、靶间距、溅射时间、热处理温度和气氛等因素对YAG:Ce3+荧光薄膜物理性能和光学性能的影响。分析发现荧光薄膜结晶性随着溅射功率的提高而增强,而随着靶间距的提高呈现抛物线型,同时还发现采用未经热处理的粉末靶代替热处理后的陶瓷靶可以使YAG:Ce3+薄膜溅射沉积速率提高30%以上,热处理时间也比文献报道缩短70%,经过大量的实验得出制备荧光薄膜的最优条件为靶间距为20mm、溅射功率300W、溅射时间5h、经氩气气氛热处理1100℃/3h,且制备出的荧光薄膜结晶颗粒近似为球状,结晶大小较均一,表面致密、平整,经PLE测试相应得到一个450nm(较强)蓝光激发峰和一个340nm(较弱)的紫外激发峰,满足被蓝光激发的要求,同时经PL测试得到峰值为524nm附近(发射峰半高宽值同样>80nm)的相应的发射峰,此峰较YAG:Ce3+商用荧光粉发射峰峰值略有蓝移。射频(RF)磁控溅射法制备薄膜与溶胶凝胶(sol-gel)法相比,具有制备薄膜与基底附着力强,成膜面积适中等特点,所以粉末靶溅射制备荧光薄膜也具有大规模实际应用潜力。