YAG:Ce~(3+)玻璃陶瓷白光LED的发光特性

用化学共沉淀法制备掺铈钇铝石榴石(YAG:Ce3+)前驱体,以B2O3-Al2O3-SiO2-Na2O为玻璃基质制作Ce3+掺杂YAG玻璃陶瓷,并封装成玻璃陶瓷白光发光二极管(LED)。改变玻璃陶瓷基片厚度和外形,测量玻璃陶瓷白光LED的光电色参数,并与常规涂敷YAG荧光粉方法制作的白光LED进行对照比较。结果表明,玻璃陶瓷白光LED发射光谱波形与普通白光LED光谱基本一致。玻璃陶瓷基片从0.50mm变化到0.90mm厚时,相关色温(CCT)从4 182 K增加到8862K。0.60mm厚平板玻璃陶瓷基片封装成的白光LED荧光能量转换效率约为20%,中心CCT为6396K,-85°和+85°视角CCT分别为5921K和5898K;而平凸玻璃陶瓷基片封装成的白光LED,-85°和+85°视角CCT变化范围可控制在150K范围内。     

红色磷光材料R-4B对白光LED性能的影响

照明用LED一般通过蓝光芯片与黄色荧光粉结合的方式实现白光,但该方式普遍存在显色指数不高,缺失红光成分的问题.本文通过研究红色磷光材料R-4B的吸收光谱与激发光谱,分析其特性;通过在黄色YAG:Ce荧光粉中添加比例分别为0、2%、4%、6%、10%、12%的红色磷光染料R-4B,制备了相应的白光LED,研究了掺杂该红色磷光染料对白光LED性能的影响.研究发现:R-4B能够被LED管芯辐射的450nm的蓝光激发;把它掺杂在YAG:Ce荧光粉中不仅可以增加白光LED光谱中红光成分,而且使光谱在560~680nm之间出现光谱展宽效应,从而有效改善了器件的发光性能.     

红色荧光粉Ca3La3（BO3）5:Eu3+的制备及光学性能

由于红色荧光粉具有提高白光发光二极管（LED）显色指数以及降低色温等优点,因此开发性能优异的白光LED用红色荧光粉一直是白光LED领域研究的重要课题。通过传统的高温固相法制备了系列Ca₃La₃（BO₃）_5:3xEu³⁺红色荧光粉,并通过X射线衍射仪、荧光分光光度计和色坐标分析了荧光粉样品的晶体结构及光学性能。实验结果表明掺杂的Eu³⁺进入了Ca₃La₃（BO₃）₅（CLBO）主晶格,并且掺杂少量的Eu³⁺的CLBO主晶格无杂相生成,得到的Ca₃La₃（BO₃）_5:3xEu³⁺荧光粉的结构与CLBO主晶格一致。该荧光粉被紫外光激发后能发射红光。通过对Ca₃La₃（BO₃）_5:3xEu³⁺荧光粉的光致发光光谱进行计算发现在不同波长光的激发下,色坐标都非常接近美国国家电视系统委员会红光标准。Ca₃La₃（BO₃）_5:3xEu³⁺荧光粉是一种性能优异的白光LED用红色荧光粉。     

溶剂热法制备YAG：Ce粉体的研究进展

目前,大多数白光LEDs是使用蓝光发光二极管和YAG:Ce荧光粉组成的.使用低温湿化学制备得到的纳米晶体荧光粉体具有优异的化学性能和荧光性能.较系统地概述了溶剂热法制备的技术方法、原理和溶剂选择.详细介绍了该技术的特点,对YAG:Ce荧光粉体制备技术的研究现状做了简要叙述,阐述了Ce3+离子作为发光激活中心的原理,着重介绍了目前在YAG:Ce粉体的制备中的溶剂热法,简要地分析了这种方法在YAG:Ce粉体制备中的优缺点,认为溶剂热法是一种极有应用前景的制备YAG:Ce荧光粉体的方法.     

Pr~(3+)掺杂的YAG:Ce~(3+)荧光粉的发光性能

以A1(NO3)3.9H2O、Y(NO3)3.6H2O和Ce(NO3)3.6H2O为氧化剂,尿素为还原剂,采用低温燃烧法合成了Pr3+掺杂的YAG:Ce3+光致发光超细荧光粉,研究了镨离子和尿素的掺杂量对YAG:Ce3+粉体发光性能的影响。结果表明,在450℃的低温条件下,利用低温燃烧法可以制备较纯的Pr3+掺杂的YAG:Ce3+荧光粉;掺杂Pr3+增加红光区的发射峰有利于提高YAG:Ce3+荧光粉的显色性;当Pr3+的掺杂量为0.005 0、尿素的添加量按化合价计算的剂量比为1.2倍时用低温燃烧法所制备的YAG:Ce3+超细荧光粉的发光强度最高。     

大功率白光LED的封装技术研究

研究了40mil×40mil瓦级大功率白光LED封装的关键技术,采用1W的蓝光芯片加YAG荧光粉封装的白光LED,在350mA的恒定电流驱动下,获得了130．3lm的发光通量,发光效率达108．6lm／W,显色指数约为91．5。     

一种提高白光LED相关色温分布均匀性的方法

提出一种新的白光LED荧光粉涂敷方式,将荧光粉与硅胶混合体涂敷在白光LED封装用透镜内侧,将透镜倒置后使荧光粉与硅胶混合体由透镜内侧中心点向四周流散,固化得到厚度相对比较均匀的荧光粉层,然后再用硅胶灌封。根据这种新的荧光粉涂敷方式制成白光LED样品,对样品性能进行测试,并与传统的荧光粉涂敷方式的白光LED比较,结果表明,采用新的荧光粉涂层技术制成的白光LED,在相关色温均匀性和稳定性等方面都有明显的提高。     

白光LED对中国传统书画色彩的影响

为得到低色温高显色性白光LED光谱对中国传统书画色彩的量化影响规律,论证白光LED在书画展陈照明中的实际适用性,基于满足书画照明标准的RYGB型白光LED光源照射书画模型试件的实验方法,周期性测量试件色彩参数,进而绘制色坐标和亮度值随时间周期性变化曲线图,通过分析色坐标在CIE 1931色度图上的变化情况以及亮度衰变曲线,得到此类白光LED对书画色相、饱和度、明度的量化影响规律,提出RYGB型白光LED在书画展陈照明中的应用依据。     

(Y1-y,Gdy)3-xAl5O12:Ce3+x荧光粉的合成与发光性能的研究

用高温固相法在还原气氛下制备掺Gd的YAG:Ce3+荧光粉,并用X射线衍射分析测定(Y1-y,Gdy)2.94Al5O12:Ce0.063+荧光粉的晶体结构,用970CRT荧光分光先度计测定激发光谱和发射光谱.研究Ce3+的不同掺入量对YAG:Ce3+荧光粉的发光性能的影响.结果表明,合成样品的结构属于立方形的钇铝石榴石晶体结构.激发峰位于475nm处,归属于Ce3+的4f到5d跃迁,发射峰位于542nm处,归属于Ce3+的5d到4f跃迁.     

Sr2SiO4：Dy3+超细荧光粉的合成与发光性能的研究

以硅酸盐为基质,通过低温燃烧法合成了Sr2SiO4：Dy3+高亮度白光LED用荧光粉。利用XRD和荧光光谱研究合成的荧光粉的结构特性和发光性能。结果表明：合成的荧光粉为斜方晶系,物相较纯。随着Dy3+掺杂浓度的增加,荧光粉的结构没有发生破坏,光谱的形状也没有发生改变。当Dy3+的掺杂浓度为2%,电荷补给剂LiOH的掺杂浓度为5%时,合成的荧光粉发光性能最佳。荧光粉可被352nm的紫外光有效激发,同时发出蓝光和橙光,混合后获得白光。     

新型近紫外激发单一基质荧光粉Sr2V2O7:Ln(Ln=Eu3+,Dy3+,Sm3+,Tb3+)的研究

为了研制一种具有优越稳定性能、易于合成、吸收和近紫外芯片匹配、发光效率高的LED用新型单一基质的暖白光荧光粉,采用高温固相反应法在空气氛围下制备了单一基质的Sr₂V₂O₇（SVO）：Ln （Ln=Eu³⁺,Sm³⁺,Dy³⁺,Tb³⁺）系列白光LED荧光粉.利用X射线衍射（XRD）和荧光光谱分别研究了样品的晶体结构,发光特性和能量传递机理,在350 nm的紫外激发下SVO基质自身发射黄绿色的宽光谱.荧光光谱的研究表明所有掺杂的样品都有一个基质电荷跃迁引起的近紫外激发宽带,而且SVO基质与稀土离子Eu³⁺,Dy³⁺,Sm³⁺,Tb³⁺之间都存在着能量传递.此外,根据Dexter理论,基质和4种稀土离子之间的能量传递机理都是电偶极-偶极相互作用.研究结果表明,通过稀土掺杂可以增强荧光强度、调控发光颜色、改善色温、提高显色指数,SVO：Ln （Ln=Eu³⁺,Dy³⁺,Sm³⁺,Tb³⁺）是适合近紫外芯片激发的单一基质白光荧光粉.     

白光LED用YAG：Ce3＋，Pr3＋荧光粉的合成与表征

在一氧化碳还原气氛下,通过高温固相法合成了YAG：Ce3＋,Pr3＋黄色荧光粉。研究Pr3＋的掺杂浓度（X）与助熔剂对该荧光粉光学性能的影响,实验结果表明：当P,的掺杂浓度x≤0．012时,光谱强度随X增大而增强;当x〉O．012时,光谱强度随X增大而减弱。同时还发现光谱的峰值和峰形不受X的影响,主激发峰位于468nm,发射峰位于530rim和610nm。在YAG：Ce3＋荧光粉中掺杂Pr3＋增加了荧光粉的红色成分。A1F3做助熔剂时,可以提高荧光粉的发光性能。     

铕掺杂NASICON结构红色荧光粉制备和发光性能

采用高温固相法在空气气氛中制备了具有NASICON结构的Eu³⁺掺杂Na₃Zr₂Si₂PO₁₂：Eu³⁺红色荧光粉。利用X射线衍射、漫反射光谱、荧光光谱、荧光寿命衰减曲线以及量子效率系统研究了该样品的晶体结构及荧光性能。结果表明,样品XRD图中不含明显的杂峰,表明在实验浓度范围内Eu³⁺的掺杂没有改变基质的晶体结构,样品为单相。合成过程中,需要对样品多次压片烧结,才能获得较好的单相。在近紫外光激发下,样品能发出618 nm红光,荧光强度最大对应的Eu³⁺的掺杂摩尔分数是24%。根据Rexter理论分析,浓度猝灭源于Eu³⁺离子之间的电四极-电四极相互作用。样品在室温下的最高内量子效率和外量子效率分别是61%和15%,荧光衰减的寿命范围在2.08~2.84 ms。样品Na_2.76Zr₂Si₂PO₁₂：0.24 Eu³⁺在150℃时内量子效率约为50%,表明样品具有良好的热稳定性。将样品Na_2.76Zr₂Si₂PO₁₂：0.24 Eu³⁺与394 nm波长的紫外芯片封装成LED灯,显色指数达到75.6.Eu³⁺掺杂Na₃Zr₂Si₂PO₁₂有望作为一种新型红色荧光粉用于近紫外激发白光LED。     

YAG:Ce~(3+)荧光粉的制备工艺及发光性能研究

采用高温固相法制备了YAG:Ce~(3+)荧光粉,通过XRD、SEM和荧光光谱等对样品进行了分析。系统地研究了不同种类助熔剂、烧结温度、时间对YAG:Ce~(3+)荧光粉结构、形貌及发光性能的影响。通过调节助熔剂、烧结温度和时间等工艺参数,在不经过破碎、后处理工艺的条件下,制备出了形貌规则、粒度分布均匀、发光性能优良的YAG:Ce~(3+)荧光粉。研究发现在1600℃,保温5个小时,以BaF_2作为助熔剂的条件下,样品的形貌及发光性能均达到最好。     

Synthesis of Ce-doped yttrium aluminum garnet phosphor by impinging streams co-precipitation

Phosphor yttrium aluminum garnet Y₃Al₅O₁₂ (YAG), activated with trivalent cerium (Ce³⁺), was synthesized by T-tube impinging streams, T-type vortex impinging streams co-precipitation method (IS-CP) and direct co-precipitation method (D-CP), respectively. The crystallization, morphologies, particle size and particle size distribution of the phosphors obtained under different experimental conditions were studied. The influence of various factors on the luminescence intensity of the phosphor was also investigated, such as feeding methods, volume flow rate, contents of Ce and initial reactant concentration. The results show that the precursors synthesized by T-tube impinging streams co-precipitation reaction transform to Y₃Al₅O₁₂ (YAG) phosphor at about 1 000 °C. The particles are far smaller and narrower than those prepared by D-CP. In the impinging streams co-precipitation system, the luminescent intensity of YAG:Ce phosphor increases with the increase of liquid flow rate. The intensity firstly increases then decreases with the increasing Ce³⁺ doping content, and the maximum intensity is shown at 1.67% (molar fraction) Ce. Luminescent intensity gradually decreases with the increase of initial concentration of reactants. At the same operational condition, the luminescent intensity of the phosphors prepared by T-tube impinging streams reactor is higher than that by D-CP, and the luminescent intensity of the phosphors prepared by T-type vortex impinging streams is higher than that by T-tube impinging streams reactor.     

基于能量传递可调色度ZnNb2O6:Dy3+, Eu3+荧光粉的制备及其发光性能研究

采用传统的高温固相法合成了Dy³⁺/Eu³⁺单掺杂和Dy³⁺,Eu³⁺共掺的具有可调色度ZnNb₂O₆荧光粉。利用X射线衍射、激发和发射光谱、荧光寿命以及扫描电镜（SEM）等系统地分析了上述合成样品。ZnNb₂O₆在200~500 nm有着较宽的吸收带,呈现出具有自激活发光的特性。ZnNb₂O₆：0.08Dy³⁺和ZnNb₂O₆：0.08Dy³⁺,0.03Eu³⁺荧光粉的色度坐标接近标准白光（0.33,0.33）。通过Dy³⁺作为敏化剂,Eu³⁺作为红光发光来调节样品的发光颜色;通过荧光光谱以及荧光寿命衰减曲线确定Dy³⁺至Eu³⁺离子的能量传递机制。分析得出Dy³⁺离子到Eu³⁺离子的能量传递机制遵循非辐射电偶极矩-电四极矩作用。据此,本文制备的ZnNb₂O₆：0.08Dy³⁺,yEu³⁺荧光粉在紫外汞灯白光源和其他固态照明技术中具有一定的应用价值。