近紫外光(Near ultra-violet，NUV)搭配螢光粉的方法是目前白光發光二極體(White-light LED，WLED)發展的主要課題之一。本研究的螢光粉體是採用水熱法(Hydrothermal Method)合成的SrSiO3：Dy3+白色螢光粉體。
本文的研究主要是探討螢光粉體製備過程中，燒結溫度、燒結時間和摻雜濃度對SrSiO3：Dy3+螢光粉體微結構和發光特性之影響。此外，白光發光二極體在電能的激發下，會產生大量的熱能，而使內部產生高溫，因此我們也在高溫環境下量測SrSiO3：Dy3+螢光粉體發光光譜，來比較常溫和高溫下發光光譜的變化。另外，SrSiO3：Dy3+螢光粉體在365nm的汞燈激發下，有兩個很明顯發光波段，分別為480nm藍光和572nm黃光，這兩波段的光經混色之後，肉眼下可以清楚觀察到白光，證明水熱法製成的SrSiO3：Dy3+螢光粉體可以用在紫外光激發下的白光發光二極體。

White light generation through phosphors excitation by UV-LED has become an important subject in WLED. In our study, compounds of SrSiO3：Dy3+ white-emitting phosphors are synthesized via hydrothermal method.
In this study, the effects of annealing temperature, annealing time, contents of Dy3+ on the relative emission intensity of the phosphors are judicially investigated. Meanwhile, WLED produces a plenty of heat energy to cause phosphors high temperature when WLED is excited by electrical energy. The emission spectra of the phosphors are investigated excited by Hg arc lamp (λ=365nm) under high temperature environment. Another, two distinct emission bands from SrSiO3：Dy3+ phosphors are found to be around 480nm and 572nm when the phosphor is excited by Hg arc lamp(λ=365nm). The combination of these two emissions forms a white light like color to naked eyes, showing that SrSiO3：Dy3+ presents to be a promising phosphor for applications in fabricating white-light-emitting diodes through UV pumping.

致謝 Ⅰ
中文摘要 Ⅱ
英文摘要 Ⅲ
目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅵ
圖目錄 Ⅶ
第一章 序論 1
第二章 實驗理論 6
2-1螢光粉材料的分類與應用 6
2-1-1螢光粉材料的分類 6
2-1-2激發源種類及其應用 6
2-2發光物理 7
2-3螢光材料之組成與設計 9
2-3-1主體晶格之選擇 10
2-3-2活化劑之選擇 12
2-3-3抑制劑之選擇 13
2-4稀土元素 14
2-4-1稀土元素之電子結構 14
2-4-2稀土元素之原子及離子半徑大小 14
2-4-3稀土離子之價數 15
2-4-4稀土離子的發光特性 15
2-5固態螢光材料 18
2-5-1半導體型螢光材料之發光機制 18
2-5-2絕緣體型螢光材料之發光機制 20
2-6影響發光行為與效率主要的因素 20
2-6-1 主體晶格效應( Host effect ) 20
2-6-2 濃度消滅效應( Concentration quenching effect ) 20
2-6-3 熱消滅效應( Thermal quenching effect ) 23
2-7長餘輝螢光 25
2-8色彩簡介 26
2-8-1色彩的物理面向 26
2-8-2色彩的感知面向 26
2-8-3色度座標 28
2-9螢光體的製備方法 30
第三章 文獻回顧與研究動機 33
3-1文獻回顧 33
3-1-1 SrSiO3晶體結構研究簡介 33
3-1-2 Dy3+稀土元素研究簡介 37
3-2研究動機 39
第四章 實驗方法 40
4-1實驗藥品 40
4-2實驗流程 40
4-2-1 水熱法合成SrSiO3：Dy3+過程 41
4-2-2 SrSiO3：Dy3+燒結條件示意圖 42
4-3性質分析及實驗設備 43
4-3-1粉末X光繞射儀( Powder X-ray Diffractometer ) 43
4-3-2螢光粉粒徑大小 45
4-3-3紫外光與可見光譜( Ultraviolet-Visible Spectroscopy ) 48
4-3-4螢光激發光譜( Photoluminescence Excitation, PLE ) 48
4-3-5顯微光致螢光光譜(Micro-PL)與共焦顯微影像(Co-focal image) 48
4-3-6高溫顯微光致螢光光譜 49
4-3-7色度座標( CIE Chromaticity Diagram ) 52
第五章 結果與討論 55
5-1粉末X-光繞射儀( XRD )分析 55
5-2螢光粉體表面型態分析 59
5-3紫外光吸收光譜( UV Spectroscopy )分析 61
5-4螢光激發光譜( Photoluminescence Excitation, PLE )分析 62
5-5螢光顯微光譜( Fluorescence Micro-spectroscopy )分析 64
5-6 CIE色度座標 75
第六章 結論 76
參考文獻 77

[1]劉如熹、林益山(2005)。人類未來照明的夢想。科學發展，390，57-59。
[2]孫培真， 黃建晃(2005)。新世代節能環保照明-白光LED。生活科技教育月刊，三十八卷，第七期。
[3]蘇炎坤、林俊良, “白光發光二極體之發展,” EDMA 電子資訊九卷二期-光電技術專刊, pp.54-66 (2003)。
[4]Nichia Inc.
[5]H. P. Kallmann and G. M. Spruch, Luminescence of Organic and Inorganic Materials, John Wiley and Sons Inc., New York (1962).
[6]G. Blasse and B.C. Grabmaier, “Luminescence Materials.” Springer-Verlag, New York (1994).
[7]D. A. Skoog and J. J. Leary, “Principles of instrumental analysis.” Saunders College Pub. 1992.
[8]S. Shionoya and W. M. Yen, “Phosphor handbook”, CRC press, Boca Raton, 1999, p. 64.
[9]J. A. DeLuca, J. Chem. Educ. 57, 8, 541 (1980).
[10]T. Matsuzawa, Y. Aoki, N. Takeuchi and Y. Murayama, J. Electrochem. Soc., 143, 2670 (1996).
[11]R. C. Ropp, “Luminescence and the solid state”, Elsevier Science Publishers, B. V., The Netherlands, 1991, Chaper8.
[12]劉如熹、紀喨勝，紫外光發光二極體用螢光粉介紹；台北市：全華，民92。
[13]G. H. Dieke, “Spectra and energy levels of rare earth ions in crystals”, Interscience, 1968.
[14]R. K. Datta, J. Electrochem. Soc. 114, 1137 (1967).
[15]B. Li, J. Lin and S. Sun, J. Inorg. Mater. 8, 207 (1993).
[16]A. H. Kitai, “Visible luminescence – Solid state material & application”, Chapman & Hall, London, 1992, Chapter 1.
[17]J. H. van Vleck, J. Phys. Chem. 41 (1937), 67.
[18]Y. Tanabe and S. Sugano, J. Phys. Soc. Japan 9 (1954) 766.
[19]B. R. Judd, Phys. Rev. 127, (1962), 750.
[20]G. S. Ofelt, J. Chem. Phys. 37, (1962), 750.
[21]肖志國，中國北京第九屆全國發光學會會議論文集，282 (2001)。
[22]Alasdair McAndrew “An introduction to Digital image Processing with MATLB” (2004).
[23]陳育山，國立交通大學應用化學所，碩士論文，民國90年6月。
[24]Fumito Nishi, Acta Cryst. (1997). C53, 534-536.
[25]Hilmer, W. (1963). Sov. Phys. Crystalloger. 7, 573-576.
[26]Shimizu Y, Syono Y and Akmoto S (1970), High Temp High Press 2, 113-120.
[27]K. I. Machida, G. Y. Adachi, J. Shiokawa, M. Koizumi, K. Suito and A. Onodera, Inorg. Chem. 1982, 21, 1512-1519.
[28]Acta Crystallographica Section B Structural Science, R. E. Marsh, F. H. Herbstein, 1983.
[29]Hongjian Liu, Yifeng Wang, Jinghai Yang and Liping Li, Journal of Alloys and Compounds, 191 (1993) 1-4.
[30]P. Vaqueiro and M. A. Lopez-Quintela, J. Mater. Chem. 8, 161 (1998).
[31]高振豐，國立成功大學化學工程所，碩士論文，民國86年6月。
[32]楊景海，吉林師範大學學報(自然科學版), 2003。
[33]H. Kojitani, M. Kido and M. Akaogi, Phys Chem Minerals (2005) 32：290-294.
[34]G. H. Dieke and S. Singh, J. Opt. Soc. Am., 46, 495 (1956).
[35]F. C. Palilla, A. K. Levine, and M. Rinkevics, J. Electrochem. Soc., 112, 776 (1965).
[36]S. Faria and D. T. Palumbo, ibid., 116, 157 (1969).
[37]R.D. Shannon, Acta Crystallogr. A 32 (1976) 751.
[38]T. Matsuzawa, Y. Aoki, N. Takeuchi, Y. Murayama, J. Electrochem. Soc. 143 (1996) 2670.
[39]B.F. Lei, Y.L. Liu, Z.R. Ye, C.S. Shi, J. Solid State Chem. 177 (2004) 247.
[40]M.Yu, J. Lin, Z. Wang, J. Fu, S. Wang, H.J. Zhnag, Y.C. Han, Chem. Mater. 14 (2002) 2224.
[41]F. Gu, S.F. Shu, M.K. Lu, G.J. Zhou, S.W. Liu, D. Xu and D.R. Yuan, Chem. Phys. Lett. 380 (2003) 185.
[42]A. R. West, “Basic Solid State Chemistry” John Wiley& Sons, Singapore, 120 1991.
[43]王素蘭，科儀新知，第十三卷 第六期，6(民81)。
[44]M. N. Kamalasanan, Subhas Chandra, P. C. Joshi, Abhai Mansingh, “Structural and optical properties of sol-gel-processed BaTiO3 ferroelectric thin films” appl. Phys, Lett, p59-62, 1991
[45]C. J. R. Sheppard et al, “Confocal laser scanning microscopy” Springer (1997).
[46]王宗棋，“聲頻調變顯微鏡的發展” 國立中山大學光電研究所碩士論文，民國95年。