白光LED用Ce∶YAG微晶玻璃的研究进展

Ce∶YAG微晶玻璃是一种可替代荧光粉用于白光LED的新型高性能荧光材料。综述了YAG微晶玻璃的制备方法、性能影响因素、发光机理,指出了Ce∶YAG微晶玻璃应用于白光LED的优势,并展望了白光LED用YAG微晶玻璃的发展趋势。     

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.     

纳米氧化镁改性白光LED封装的光学性能研究

光通量、色温、显色性和光衰是白光LED的四大性能指标。本文通过在LED封装硅树脂里掺入纳米氧化镁来分析其对白光LED光源的四大性能指标的影响。结果表明适当的掺杂纳米氧化镁,能提高LED的光取出效率。     

新型Ce:YAG陶瓷荧光体封装白光LED的性能

利用真空烧结技术制备了一种可用于白光LED封装的Ce:YAG陶瓷荧光体。用X射线衍射仪、光致发光激发谱、光致发光谱等测试手段对这种陶瓷荧光体进行表征。结果表明:陶瓷荧光体的主相为Y3A l5O12,该荧光体可以很好的被470 nm蓝光激发,发射出550 nm的黄光。该陶瓷荧光体封装蓝光芯片所得的白光LED器件在110℃的高温下老化600小时,光衰只有10%,色坐标无变化,证明其寿命及稳定性远远好于采用传统方式封装的白光LED。研究结果表明,该Ce:YAG陶瓷荧光体是一种非常适合大功率白光LED封装的荧光材料。     

撞击流共沉淀法制备YAG:Ce荧光粉过程的研究

采用Al(NO3)3、Y(NO3)3和Ce(NO3)3为母盐,碳酸氢铵为沉淀剂,利用撞击流共沉淀法制备YAG:Ce(Y3Al5O12:Ce)球形纳米粉体。利用XRD、FT-IR、SEM和荧光分光光度计对YAG前驱体及煅烧纳米粉体进行了表征,并分析了母盐溶液的浓度、溶液的滴加速度以及煅烧方法和温度对制备YAG纳米粉体的影响。结果表明母盐溶液的浓度、滴加速度及煅烧方法和温度对煅烧粉体的组成、分散性、形貌及发光性能有显著的影响。当初始原料浓度较低(c0=0.055mol/L)时,900℃可以获得纯YAG晶相,不形成任何中间相;初始浓度c0在1.0mol/L以上时,1000℃得到的YAG荧光粉中有YAM、YAP和CeO2杂质相存在;适当的提高加料速度,可以增加粉体的结晶度;采用Na2CO3-S-K2CO3助熔剂辅助煅烧,700℃时已完全转变为YAG相,与直接煅烧法相比,YAG相的完全转变温度降低了约300℃,荧光粉的发光强度比不加熔盐明显提高了。     

掺杂对白光LED用YAG：Ce荧光粉发光性能的研究

采用高温固相法合成了YAG：Ce荧光粉，研究了掺杂元素对YAG荧光粉发光性能的影响。研究表明：YAG：Ce荧光粉亮度随着Ce含量增加先上升后下降。Sm的掺杂对荧光粉发射光谱峰位无影响，而发光亮度却明显下降。随着Gd掺入量的提高，YAG荧光粉的发射光谱发生红移，发光亮度有所下降。YAG：Ce荧光粉的发射光谱，随着Lu掺入量的提高，发射光谱发生蓝移，发光亮度略有下降。在YAG：Ce中掺入Pr，发射光谱在610nm处出现尖锐的红峰，但随着Pr掺入量的增加，亮度明显下降。     

白光LED用黄色小颗粒荧光粉YAG:Ce,Gd的制备及性能

采用超声波分散技术结合高温固相法合成了小颗粒铈钆激活的钇铝石榴石Y3Al5O12:Ce,Gd(YAG:Ce,Gd)荧光粉材料,并对其作了后处理,主要讨论了YAG:Ce,Gd的制备工艺条件,掺杂稀土离子等因素对其发光性能的影响,并且通过X射线对其进行了晶体分析,用扫描电镜进行了形貌分析,用荧光光度计F-4500测量了其激发光谱与发射光谱,用SPR-9200荧光粉光色参数综合分析系统对荧光粉光色参数分析测试.结果表明,YAG:Ce,Gd荧光粉具有单相的石榴石结构,颗粒的平均粒度达到0.5～1.5μm,色坐标为x=0.2806,y＝0.2861,显色指数为84.3.     

平面涂层的白光LED封装技术

基于自曝光的平面涂层白光LED封装工艺,该方法是采用聚乙烯醇与重铬酸铵的水溶性感光胶,通过采用自身蓝光芯片曝光得到自适应平面,最后运用等离子体去胶技术得到只剩下荧光粉层的平面涂层.通过采用九点法测试不同封装结构的白光LED的光斑均匀性、光谱色度以及光效.实验结果表明,自曝光的平面涂层工艺制备的白光LED,其颜色的均匀性要明显优于传统的点胶工艺和喷涂的平面工艺,其制得的白光LED的光效也不比这两种工艺差.     

Ce:YAG荧光陶瓷掺杂Gd对白光LED发光性能的影响

Ce: YAG荧光陶瓷具有突出的导热性及化学稳定性, 相比有机硅胶封装法在高功率白光LED的应用上具有更广阔的应用前景。本研究采用真空固相烧结法制备了不同Gd掺杂浓度的(Gd, Y)₃Al₅O₁₂:Ce样品, 通过XRD, SEM及荧光光谱等表征手段, 研究了Gd掺杂对Ce:YAG荧光陶瓷的晶体结构及其用于白光LED时对发光性能的影响。实验表明, 随着Gd掺杂浓度的提高, Gd³⁺取代Y³⁺ 的位置进入晶格, 使得样品的晶格常数增加。Gd³⁺还影响了Ce³⁺对蓝光的吸收, 同时Ce³⁺将蓝光转换成黄光的效率也下降, 导致光效从81.45 lm/W降低至63.70 lm/W。Gd的掺 杂使Ce³⁺的光致发光谱峰位从534 nm向564 nm红移, 显色指数从61.3提升至70.2。Gd的掺杂虽然降低了发光 效率, 但显著提高了(Gd, Y)₃Al₅O₁₂:Ce样品的显色指数, 使得黄色YAG荧光陶瓷应用于白光LED的性能得到了 提高。     

白光LED用红色荧光粉的研究进展

白光LED具有工作电压低、功耗低、可靠性高、使用寿命长、环境友好和高能效等一系列优点,是未来照明光源的发展方向。利用LED技术实现白光的方法主要有3种,其中采用蓝光、紫光及近紫外LED芯片激发红、绿、蓝等三基色或多基色荧光粉得到白光LED的技术具有成本低、显色性好等优势,是白光LED的主要发展方向。红色荧光粉在调制白光的色温及改善其显色性等方面起重要作用,其制备技术是目前制约白光LED大规模应用的关键技术,亟待解决。详细介绍了白光LED用红色荧光粉的十余个主要材料体系的发光性能、基本制备方法、取得的研发进展,简单探讨了其未来发展趋势。     

掺钕钇铝石榴石透明陶瓷 (Nd:YAG)体视学研究

采用低温燃烧法合成出掺钕钇铝石榴石(Nd：YAG)粉末,经模压300MPa成型,于1700℃真空烧结5h,制备出尺寸φ9mm×1mmNd：YAG透明陶瓷片．对Nd：YAG透明陶瓷片进行光透过率、场发射-环境扫描电镜测量．采用体视学原理与方法定量地研究了Nd：YAG透明陶瓷的微观结构参数和光透过率之间的关系．研究结果表明：尺寸φ9mm×1mmNd：YAG透明陶瓷片在可见光波段光透过率约为45％,在近红外光波段约为55％；随着入射光波长的增加,光透过率增加；随着晶粒三维球当径(D_(3S))的增加,光透过率增加,当D_(3S)约为20μm时,Nd：YAG透明陶瓷光透过率接近单晶理论值；随着晶粒以及单个晶粒平均比表面积的增加,光透过率降低；随着晶粒三维平均自由距离的增加,光透过率降低．     

悬浮区域熔炼法制备Ce1-xPrxB6单晶体及其热发射性能研究

以CeB₆和PrB₆粉末为原料, 采用放电等离子烧结结合悬浮区域熔炼法成功制备了晶体质量良好的多元稀土六硼化物Ce_1-xPr_xB₆(x=0.1、0.2、0.4)单晶体, 并系统研究了该系列单晶体(100)晶面热电子发射性能。结果表明: Ce_0.8Pr_0.2B₆单晶(100)晶面具有最好的热发射性能, 在1873 K, 最大电流发射密度达到66.07 A/cm², 比CeB₆单晶的电流发射密度提高约20%。此外, Ce_0.9Pr_0.1B₆、Ce_0.6Pr_0.4B₆单晶(100)晶面的热发射电流密度分别为65.81 A/cm²和65.31 A/cm²。Ce_0.8Pr_0.2B₆单晶(100)晶面的逸出功最低, 为2.61 eV, 其它单晶(100)晶面的逸出功在2.64~2.753 eV范围内。因此, Ce_1-xPr_xB₆多元稀土六硼化物单晶具有良好的发射性能和低的逸出功, 作为热阴极材料有很好的应用前景。     

YAG:Ce纳米荧光粉发光的温度依赖特性

用沉淀法制备了YAG:Ce纳米荧光粉. 用X射线粉末衍射仪 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM) 对粉体煅烧过程的相变和形貌进行了表征. 研究了80～400K范围内, YAG:Ce纳米荧光粉发光和衰减的温度依赖特性. 结果表明, 前躯体由纳米颗粒组成. 900℃煅烧时, 粉体由非晶态直接转变为YAG相. YAG:Ce的发光强度随温度的升高而减弱. YAG:Ce纳米荧光粉的衰减包含两个指数项, 长时间项反映了体相Ce³⁺的荧光衰减, 随着温度的升高不断减小. 短时间项反映了表面Ce³⁺的荧光衰减, 随着温度的升高呈下降趋势, 由于受到表面效应的影响, 中间出现小幅的阶跃.     

Cs2LiYCl6:Ce闪烁晶体的光学及闪烁性能

用坩埚下降法生长得到Cs₂LiY _0.95Cl₆: 5%Ce(CYLC)闪烁晶体, 通过X射线衍射分析证明Cs₂LiYCl₆:Ce的晶体结构属于钾冰晶石结构, 并与理论计算结果基本吻合。在吸收光谱中观测到源于Ce³⁺离子从4f向5d_1~5电子跃迁的吸收峰和自陷激子吸收峰。X射线和紫外激发和发射光谱测试表明, 位于300 nm的发光属于Cs₂LiYCl₆:Ce晶体的本征芯价发光, 321 nm的发光归因于自陷激子发光, 350~450 nm范围的发光属于Ce³⁺离子5d-4f 跃迁发光。在³⁷Cs源伽马射线激发下, CYLC晶体的能量分辨率达到8.1%, 衰减时间分别为58 ns和580 ns。综上所述可知, Cs₂LiYCl₆:Ce晶体将是一种在中子和伽马射线分辨领域具有广泛应用前景的闪烁晶体。     

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.     

易分散球形YAG:Ce3+荧光粉的制备和性能

将微波均相沉淀与喷雾干燥相结合,并添加助熔剂辅助煅烧制备出单相YAG:Ce³⁺荧光粉体,研究了微波均相沉淀与喷雾干燥的共同作用对煅烧条件和YAG:Ce³⁺荧光粉颗粒形貌、分散性和荧光性能的影响。结果表明,这种单相YAG:Ce³⁺荧光粉体具有良好分散性,平均粒径为2μm;将微波均相沉淀与喷雾干燥相结合能制备出分散性好的球形YAG前驱体颗粒;添加NaF助熔剂使煅烧温度降低至1150℃,并得到纯YAG晶相;随着NaF添加量的增加荧光粉结晶度提高、发光强度增强、发射光谱蓝移;NaF添加量（质量分数）为6%时荧光粉的荧光强度最高,且与单一助熔剂比较,H₃BO₃ NaF混合助熔剂能更好的改善YAC:Ce³⁺的荧光性能。     

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.     

光激发下Li6Gd(BO3)3:Ce晶体发光和衰减的温度依赖特性

研究了80-500K范围内，光激发下Li6Gd（BO3）3：Ce晶体发光和衰减的温度依赖特性．在346nm光激发下，热猝灭占优势，发光随温度升高而降低．在274nm光激发下，发光由Gd^3＋向Ce^3＋的能量传递和热猝灭共同决定：低于200K时，能量传递占支配地位，发光随温度升高而增强；高于200K时，热猝灭占优势，发光随温度升高而减弱．225K以下，辐射跃迁占优势，衰减随温度升高而略有增大；225K以上，无辐射跃迁占优势，衰减随温度升高而减小．利用经典的热猝灭公式和Arrhenius公式，获取的激活能分别为0．33和0．32eV．     

白光LED用YAG:Ce~(3+)荧光粉制备及其性能研究进展

系统介绍了YAG:Ce~(3+)荧光粉制备技术的研究现状,综述了目前制备中应用较多的溶胶-凝胶法、沉淀法、喷雾热解法、燃烧法、固相法等几种方法的国内外新进展,并对其优缺点进行了综合比较.分析了掺杂以及电荷补偿、助熔剂、包覆及热处理与使用温度等因素对荧光粉发光性能的影响,阐述了白光LED用YAG:Ce~(3+)荧光粉性能的研究进展及发展趋势.