矽酸鹽與磷酸鹽螢光體噴霧乾燥製程與特性鑑定之研究

Abstract

本研究藉由噴霧燥裂製程取代傳統固態合成法，成功地合成具有球狀、次微米尺寸、均勻性佳等特點之藍光BaAl2Si2O8:Eu2+、黃光Li2SrSiO4:Eu2+、黃綠光Ca2ZnSi2O7:Eu2+、橘紅光Y2SiO5:Eu3+與藍綠光及藍光MBaPO4:Eu2+ (M = Li,Na)等螢光體，並利用X光粉末繞射、螢光光譜與色度座標、漫反射光譜及積分球進行晶相結構與純度、發光性質及色度學分析鑑定，其主旨在探討利用噴霧乾燥法合成次微米螢光體的原理，微結構、發光特性與發光機制之相互關係，再探討其潛在應用價值。 本論文比較所有以固態合成與噴霧乾燥法所合成產物之結晶度、微結構與量子效率等特性，其中噴霧乾燥法能在較低溫的燒結環境下，製備高純度、結晶性佳、球狀晶粒之粉體，隨著燒結溫度提升，球體晶粒間產生熔融聚集，其分散性變差。 此外，發光光譜研究顯示：螢光體放射峰強度與粉體晶粒形貌和聚集程度呈現密切的關係。本研究亦探討不同前驅物溶液濃度或來源、助熔劑及螯合劑等變因，對所製備之螢光體微結構變化之效應。螢光體熱消光性的研究結果顯示：BaAl2Si2O8:Eu2+與Li2SrSiO4:Eu2+在高溫時具有較佳的熱穩定性，而LiBaPO4:Eu2+則隨溫度升高有發光強度衰減現象，上述發光材料中，Li2SrSiO4:Eu2+最具應用之潛力，可搭配UV-LED晶片，製作成白光LED。