基于荧光膜的大功率白光LED的发光性能

使用荧光粉和硅胶制备荧光膜,然后与455 nm蓝光芯片模组组装成高功率的白光LED器件。采用吸收光谱、荧光光谱和电致发射光谱等对荧光膜和器件进行表征,研究了红色荧光粉与黄色荧光粉的比例对器件性能的影响。结果表明:所制备的荧光膜表面平整、荧光粉分散均匀。Y_3Al_5O_(12):Ce~(3+)(YAG)荧光膜的吸收光谱峰分别位于337 nm和450 nm左右,与YAG荧光粉中Ce~(3+)的f-d跃迁吸收对应,且当荧光膜厚度为1.00 mm时制备出的功率为2.8 W左右的LED模组光色参数较好。将不同比例红色荧光粉和黄色荧光粉按上述厚度和条件制备高显色荧光膜和低色温4460 K、高显色指数91.7的白光LED器件。     

光学基质粉体YAG及荧光粉体Ce:YAG的制备与表征

采用共沉淀法制备出尺寸分布均匀、分散性良好的立方相钇铝石榴石(YAG)与Ce:YAG纳米粉体.考察了煅烧温度和时间对粉体物相和颗粒大小的影响及Ce~(3+)的掺杂量对Ce:YAG粉体的荧光光谱的影响.借助IR、XRD、BET、SEM和荧光分析仪等测试手段对前驱体、YAG及Ce:YAG纳米粉体进行了表征与分析.结果表明:共沉淀前驱体经900℃煅烧2h后可得到纯立方相的YAG(Ce:YAG)纳米粉体;所得Ce:YAG粉体具有较好的荧光特性且Ce~(3+)的掺杂量增加会造成其荧光光谱红移.     

Ce~(3+)和Y~(3+)掺杂对Ca_2MgSi_2O_7:Eu~(2+)荧光粉发光性能的影响

在还原气氛下,采用高温固相法合成了Ca_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Rs~(3+) (R~(3+)=Ce~(3+),Y~(3+))系列荧光粉.结果表明,少量稀土离子的掺入没有改变晶体的物相结构.在Ca_2MgSi_2o_7:Euz~(2+)荧光粉中,Ce~(3+)和y~(3+)的掺入对荧光强度的影响较大,且与掺杂元素、掺杂量相关.当掺杂Ce~(3+)和Y~(3+)的量分别为0.007mol和0.05mol时,所得荧光粉在532nm处的发光强度分别是未掺杂时的127%和117%.结果表明,在Ca_2MgSi_2O_7中Ce~(3+)与Eu~(2+)存在能量传递,Ce~(3+)的加入显著敏化了Eu~(2+)的发光,导致荧光强度的进一步提高;Y~(3+)的掺杂可以使荧光粉的粒径减小,并导致基质中的电荷缺陷而敏化Eu~(2+)发光,从而使荧光强度进一步提高.     

YAG:Tb的低成本制备及发光特性研究

从降低YAG:Tb的生产成本出发,选用廉价的工业氢氧化铝为原料,并分别通过高温固相法和溶胶一凝胶法制备了YAG:Tb荧光粉.采用SEM、XRD和荧光光谱等技术研究了荧光粉的粒度、分散性及烧结和发光特性.结果表明,溶胶一凝胶法比高温固相法具有较大优势,可以在较低温度下获得YAG纯相,产物具有典型的Tb~(3+)发射光谱.     

SrMoO_4:Pr~(3+)红色荧光粉的水热合成及光致发光

采用水热法合成SrMoO_4:Pr~(3+)红色荧光粉,使用X射线衍射(XRD)、场发射环境扫描电镜(FSEM)以及荧光光谱(PL)等手段研究了荧光粉的晶体结构、表观形貌及发光性能。结果表明,SrMoO_4:Pr~(3+)荧光粉为类球形的纯相结构,激发峰为450 nm、473 nm和485 nm,发射峰为606 nm、625 nm和650 nm,在650 nm呈现良好的红光发射,可与蓝光LED芯片匹配。SrMoO_4:Pr~(3+)的发光强度随着Pr~(3+)掺杂量的增大而增强,掺杂量x=0.02时发光强度最强,继续增大Pr~(3+)掺杂量出现浓度猝灭现象。Pr离子的掺入没有改变荧光粉的主晶相,在450 nm激发下样品产生红光发射,其中对应Pr~(3+)的特征跃迁3P_0→3F_2位于650 nm的发射峰最强。SrMoO_4:Pr~(3+)红色荧光粉可被蓝光LED激发产生红光,是一种性能优异的YAG:Ce~(3+)黄色荧光粉的红光补偿粉。     

Ce~(3+)和Sm~(3+)共掺杂钒酸钇荧光粉合成及发光性能研究

用均相共沉淀法将铈离子(Ce~(3+))、钐离子(Sm~(3+))共掺杂钒酸钇(YVO_4)制得(Sm_(0.01)Y_(0.99-x))VO_4∶Ce_x~(3+)荧光粉。采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪(PL)对制得荧光粉的晶体结构、颗粒形貌以及发光特性进行了分析。结果表明,Ce~(3+)、Sm~(3+)掺入YVO_4荧光粉的相结构仍为四方锆型结构,随着Ce~(3+)离子掺杂浓度的增大,XRD的衍射峰更加明显,SEM显示Ce~(3+)离子掺杂浓度的增大,荧光粉颗粒团聚更加严重,颗粒尺寸约80nm。荧光粉的激发峰在460nm,与蓝光LED的发射峰吻合,发射峰在580nm左右,属于橙光,且随着Ce~(3+)浓度的增加,荧光变强,有利于提高LED的显色指数。     

Bi~(3+)和Ce~(3+)掺杂对Ca_(0.99)(WO_4)_(0.5)(MoO_4)_(0.5)∶0.01Eu~(3+)荧光粉体结构与发光性能的影响

采用高温固相法,分别以Bi ~(3+)和Ce~(3+)为掺杂离子,制备了红色荧光材料Ca_(0.99)(WO_4)_(0.5)(MoO_4)_(0.5)∶0.01Eu~(3+)。研究了Bi ~(3+)和Ce~(3+)的不同掺杂量分别对该红色荧光材料的相结构、显微结构和荧光性能的影响。结果表明:Bi ~(3+)、Ce~(3+)的掺入并不影响Ca_(0.99)(WO_4)_(0.5)(MoO_4)_(0.5)∶0.01Eu~(3+)晶相的形成,合成的荧光粉体结构均为四方纯相。当Bi ~(3+)摩尔掺杂量在1%(摩尔百分数,下同)~4%范围内逐渐增加时,粉体的荧光强度先增强而后降低,一定量的Bi ~(3+)掺杂能够改善粉体的形貌,而Ce~(3+)摩尔掺杂量在1%~4%范围内变化时,粉体的荧光性能呈降低趋势,粉体的颗粒不均匀,粉体表面有缺陷。     

共沉淀法制备(Y,Gd)AG∶Ce荧光粉及荧光性能研究

以碳酸氢铵为沉淀剂,采用共沉淀法合成了[(Y_(1-x)Gd_x)_(1-y)Ce_y]_3Al_5O_(12)高亮黄色荧光粉(x=0~0.5,y=0.003~0.02),通过XRD、SEM、BET比表面积和PL-PLE等方法对该荧光粉的物相及性能进行了表征。结果表明,在1200℃下煅烧4h即可得到纯石榴石相的(Y,Gd)AG∶Ce~(3+)。煅烧所得的[(Y_(1-x)Gd_x)_(1-y)Ce_y]_3Al_5O_(12)荧光粉分散性和均一性良好,在468nm激发下于535nm处呈现最强黄光发射。Ce~(3+)的猝灭浓度为1%(原子分数),猝灭机制为Ce~(3+)-Ce~(3+)间的能量互递作用。同时发现,在(Y_(1-x)Ce_x)AG中(x=0.003~0.02),最强发射峰随Ce~(3+)含量的增加而红移,同样在[(Y_(1-x)Gd_x)_(0.99)Ce_(0.01)]AG体系中(x=0~0.5),发射峰位随Gd~(3+)浓度增大也发生红移现象,归因于Ce~(3+)5d能级重心位置和晶体场劈裂的共同影响。     

K_2SiF_6:Mn~(4+)发光粉的合成及性能研究

采用高效离子交换法制备K_2SiF_6:Mn~(4+)荧光粉,研究不同K/Mn原料摩尔比和不同反应时间对K_2SiF_6:Mn~(4+)荧光粉结构及性能的影响,并采用溶胶-凝胶法对制备的K_2SiF_6:Mn~(4+)荧光粉表面包覆SiO_2来提高K_2SiF_6:Mn~(4+)荧光粉的热稳定性。通过XRD,SEM,EDS,PL等方法对样品结构、表面形貌、元素组成和发光性能进行测试和分析。结果表明:当K与Mn原料摩尔比为43∶38,反应8h制备的K_2SiF_6:Mn~(4+)荧光粉样品具有立方晶系结构并且发光性能最优,在460nm的蓝光激发下,最强窄带发射峰位于630nm处(2Eg→4 A2)。包覆后的K_2SiF_6:Mn~(4+)红色荧光粉的表面上包覆了一层无定形的SiO_2,晶体结构没有改变。包覆前后荧光粉的发光性能测试结果表明包覆SiO_2的K_2SiF_6:Mn~(4+)样品的热稳定性得到改善。     

溶胶-凝胶法制备YAG荧光粉及其性能研究

以金属硝酸盐为原料,柠檬酸为络合剂,采用溶胶一凝胶法制备出了Y_3Al_5O_(12):Ce~(3+)黄色荧光粉.用X射线粉晶衍射(XRD)对其进行了物相鉴定,表明900℃时已经得到纯的钇铝石榴石相(YAG).用红外吸收光谱对所得粉体进行分析表明,当煅烧温度升高到900℃时,在低频区出现了位于724cm~(-1)、792cm~(-1)的峰,这是YAG晶相金属与氧原子间的特征振动峰,说明YAG相已经形成.用扫描电镜(SEM)对其形貌分析,结果表明得到的产物粒径大致在3～10μm之间,平均粒径为6μm.用荧光光谱仪对其荧光光谱进行了研究,结果显示,在煅烧温度为1200℃时,其发光光谱强度最大.     

白光LED用YAG∶Ce~(3+)发光材料的性能增强研究

以硼酸和碱土氟化物作为助熔剂,调整助熔剂比例和组分,采用高温固相法合成一系列白光LED用YAG∶Ce3+发光材料。采用XRD、扫描电镜(SEM)和荧光光谱(PL)等对样品进行表征。研究表明,合适的助熔剂有助于降低样品的烧结温度,不会有杂相产生,加入不同浓度和成分的助熔剂对样品的发射、激发光谱形状和峰值波长位置无影响,但对发光强度影响较大;采用助熔剂质量分数为0.4%(0.2%H3BO3-0.2%BaF2)时,所合成样品的颗粒比较均匀,发光性能的增强最为有效。将其和蓝光Ga(In)N芯片封装成白光LED,光效也得到显著提高。封装后白光LED的色坐标为(0.3341,0.4190),色温为5470K,显色指数为67,光效可达到78.3lm/W,高于其它条件合成荧光粉封装的白光LED。     

真空紫外光激发下Tb~(3+)激活的稀土正硼酸盐的发光

报导了Tb3+、Ce3+激活的稀土正硼酸盐的真空紫外光谱。分析了Ce3+的4f75d能级随基质结构、基质阳离子的变化,讨论了温度、Tb3＋离子的浓度对发光的影响以及Ce3＋－Tb3＋间的能量传递.     

Properties of transparent Ce:YAG ceramic phosphors for white LED

Transparent Ce:YAG ceramic phosphors were synthesized from the oxide powder which was produced by co-preparation method of the hydroxides. The Ce:YAG ceramics had a broad emission band peaked at 530 nm due to the 5d → 4f transition of Ce³⁺. The transmittances of the samples obtained were 70-87% at 800 nm. The absorption coefficient and emission intensity of Ce³⁺ were increased with increasing thickness. Under 465 nm LED excitation, the color coordinates of the Ce:YAG ceramics shifted from the blue region to yellow region with increasing sample thickness, passing nearby the theoretical white point in the chromaticity diagram. The highest value of luminous efficacy of the ceramic white LED was 73.5 lm/W.     

高分子网络凝胶法制备YAG:Er~(3+)纳米晶粉体及其光谱性质

采用高分子网络凝胶法,在较低温度下制备了YAG:Er~(3+)纳米晶粉体.分别用热重-差热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及激发和发射光谱对样品进行了表征.结果表明:石榴石晶相的形成温度为880℃,与YAG纳米晶粉体相比,用Er~(3+)代替Y~(3+)后,YAG:Er~(3+)纳米晶粉体还是以石榴石晶相为主,未发生明显变化;YAG:Er3~(3+)纳米晶粉体有丰富的吸收谱线,并且在260nm激发光激发下YAG:Er~(3+)纳米晶粉体可以发射出377nm紫光,可以作为紫光光源的考虑对象.     

Use of LiF flux in the preparation of Ca3Sc2Si3O12:Ce3+ phosphor by sol-combustion method

LiF flux was added when prepare Ca₃Sc₂Si₃O₁₂:Ce³⁺ phosphors with sol-combustion method using urea as a fuel and chelating agent. Investigation of phase, morphology and photoluminescence of the phosphors reveals that this kind of method can decrease the phase-forming temperature by 400–500 °C and the phosphors show more uniform morphology and more excellent photoluminescence properties compared to conventional solid-state method. As one of the most important parameters for phosphors used in white light emitting diodes, the thermal quenching properties of the prepared samples are compared and discussed. The fabrication of single-color light emitting diodes show the Ca₃Sc₂Si₃O₁₂:Ce³⁺ phosphor prepared by sol-combustion method with LiF flux can be considered as a more promising high efficiency candidate used for white light emitting diodes than the phosphor made by solid-state method.