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    [转载]红色荧光粉在照明白光LED中的应用研究 [复制链接]

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    离线cc2008
     
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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2009-02-24
    摘要 研究了二价Eu激活的碱土金属硫化物红色荧光粉对LED光色参数的影响。结果表明,加入红色荧光粉后,在降低色温和提高显色性的同时,光通量大幅度降低,因此,本方法对低色温LED是不实用的。 0M-=3T  
    2Jm#3zFYz3  
    关键词 碱土硫化物 YAG 荧光粉 LED !W^P|:Qt  
    "w7wd5h  
    上世纪90年代中期,人们用蓝光芯片和YAG:Ce3+ 黄色荧光粉制出了白光LED光源,但色温较高,一般在5000K以上,为了降低色温,制出高显色暖白色的LED,我们采用了通用的方法,即在黄色荧光粉中增加红色荧光粉的方法进行了试验。[1]、[2] k> SPtiAs  
    t}w<xe  
    一、原料和仪器 Qv~lH&jG  
    EIug)S~  
    黄色荧光粉:采用发射峰值波长约为545nm的YAG:Ce3+黄粉; g:8k,1y5  
    O4t0 VL$  
    红色荧光粉:采用二价Eu激活的碱土金属硫化物; 3qggdi  
    +`=rzL"0I7  
    激发发射光谱的测量:使用Fluorolog 3-12型荧光分光光度计; UXgeL2`;  
    b v5BV  
    LED光色性能的测量:使用SPR-920D光谱辐射分析仪。 J;wDvt]]1  
    :< X&y  
    二、试验步骤和内容 *QH~ z2:[  
    ecvQEK2L  
    按不同比例将黄粉与红粉混合均匀,分别称取一定量的混合粉与环氧树脂等材料配成浆液,同时进行点胶、烘干等工序,利用同种芯片(台湾芯片)封装成的φ5 20mA LED管子进行测试[3],结果如表1。 C)hS^D:  
    1K\z amBg  
    表1 在同种封装工艺条件下含有不同比例荧光粉的LED光色参数对比 #l 7(W G  
    1#}}:  
    DsX+/)d  
    phosphor + blue chip
    color temperature    (K)
    color coordinates     (x/y)
    color rendering index
    luminous flux(lm)
    chip
    30000
    0.1425/0.0445
    -52.1
    0.735
    yellow + chip
    5492
    0.3330/0.3739
    75.9
    3.392
    yellow + red + chip
    4226
    0.3713/0.3717
    78.9
    1.864
    yellow + more red + chip
    2847
    0.4173/0.3483
    89.4
    1.321
    red + chip
    1740
    0.3392/0.1463
    -71.6
    0.225
    x<d2/[(}mT  
    三、结果讨论 h\-3Y U  
    zpgRK4p,I"  
    从表1可以看出除了蓝光芯片及蓝光芯片和红色荧光粉封装成的LED光色参数外,中间的三种LED随着红色荧光粉的比例增大,色温降低了,CRI提高了,这和紧凑型荧光灯的现象是一致的,但是光通量却下降得太多,其原因可以从图1中二价Eu激活的碱土金属硫化物红色荧光粉的激发光谱得到解释,由于它的激发光谱很宽,从380nm一直延伸到600nm,在这样一个激发范围中,不仅覆盖了蓝光LED的发射波长,而且也覆盖了大部分YAG:Ce3+黄色荧光粉的发射波长[4],因此,二价Eu激活的碱土金属硫化物不仅把蓝光LED的能量部分地转成了红光,而且把YAG:Ce3+ 荧光粉发出的对人眼最敏感的黄绿光也部分地转成了红光,这样总的LED光通量自然就会大幅度地下降。如表1所示,色温从5492K降到4226K,降低了1266K,显色指数从75.9提高到78.9,提高了3,色温的降低和显色指数的提高并不多,可是光通量却从3.392lm降到1.864lm,降低了45%,这自然是不合理的。 r|av|7R  
    'nJ,mZx  
    @}\wec_   
    M,w5F5  
    图1:黄粉与硫化物红粉的激发光谱图 黄粉λem: 544nm grVPu! B;  
    4m1@lnjp  
    [jnA?Ge:  
    NWue;u^  
    图2:黄粉与硫化物红粉的发射光谱图 红粉λem: 632nm λex: 460nm &a8%j+j  
    03Uj0.Z|7  
    如果能有一种红色荧光粉,最好是三价Eu激活的荧光粉,它的激发光谱是较窄的带状、峰值波长在460nm左右的光谱,那么,加入这种红色荧光粉会避免上述红色荧光粉的弊病。于是,我们也研究了Eu3+ 激活的氧化物体系LED红粉的激发发射光谱,其发射波长很理想,处在人眼对红光光谱最敏感的610nm附近,但激发光谱为线谱,对芯片的发光光谱要求太严,也是不实际的。 '"C& dia  
    T0|hp7WM  
    总之,我们认为用加入当前红色荧光粉的方法来降低色温,提高显色指数的方法对低色温普通照明LED是不妥当的,因为它大大降低了LED的光通量。因此,要降低LED色温提高显色性,还得从其它方面努力。 d C>[[_  
    z#HNJAQ#|  
    参考文献: ,4mb05w;d  
    Kt3T~k  
    1 Jianping Wu , David Newman , Ian V.F. Viney , Study on relationship of luminescence in CaS:Eu,Sm and dopants concentration , Journal of Luminescence 99(2002) 237-245 #u"$\[G  
    ,Jrm85 oG  
    2 Young-Duk Huh, Jae-Hoon Shim, Youhyuk Kim, and Young Rag Do, Optical Properties of Three-Band White Light Emitting Diodes, Journal of The Electrochemical Society, 150 (2) H57-H60 (2003) }y>/#]X  
    # KUN ZW  
    3 魏岚 ,韩钧祥 ,照明白光LED光源色参数一致性探讨,CLC-10 Dalian’2004第十届全国发光学学术会议论文摘要集,P228-229 WU\Bs2  
    >1BDt:G36  
    4 魏岚 ,韩钧祥 ,高亮度白光LED用YAG:Ce3+ 荧光粉的研制,2005中国(厦门)国际半导体照明论坛,P193-195 \%}w7J;  
    ^UmhSxQ##  
    (魏 岚     韩钧祥     戴茜玲  厦门通士达照明有限公司     厦门     361026)
     
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    离线minger
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    光券
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    只看该作者 1楼 发表于: 2009-02-28
    很好  谢谢