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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 正序阅读 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。 zNJ-JIo%  
    7|q _JdKoU  
    关键词 碱土硫化物 YAG 荧光粉 LED VHTr;(]hk  
    \k*h& :$  
    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] is}Y+^j.  
    v6+<F;G3y>  
    一、原料和仪器 f`8mES'gc8  
    pn4~?Aua0/  
    黄色荧光粉:采用发射峰值波长约为545nm的YAG:Ce3+黄粉; gD/% l[  
    kS$m$ D  
    红色荧光粉:采用二价Eu激活的碱土金属硫化物; %Dm:|><V$b  
    )>rHM6-W  
    激发发射光谱的测量:使用Fluorolog 3-12型荧光分光光度计; 2~2j?\AEd.  
    L=5Fvm  
    LED光色性能的测量:使用SPR-920D光谱辐射分析仪。 nN!R!tJPa  
    j-wz7B  
    二、试验步骤和内容 Af7&;8pM  
    '.d]n(/lZd  
    按不同比例将黄粉与红粉混合均匀,分别称取一定量的混合粉与环氧树脂等材料配成浆液,同时进行点胶、烘干等工序,利用同种芯片(台湾芯片)封装成的φ5 20mA LED管子进行测试[3],结果如表1。 P(Ve' wOaf  
    ^Ts8nOGMh  
    表1 在同种封装工艺条件下含有不同比例荧光粉的LED光色参数对比 U Zc%XZ`"V  
    ex-W{k$  
    9U~sRj=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
    $(eqZ<y  
    三、结果讨论 b#E!wMClS  
    { aq}Q|?/  
    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。 MuQ'L=iJ  
    '7TT4~F  
    bcC+af0L  
    V-TWC@Y"  
    图1:黄粉与硫化物红粉的激发光谱图 黄粉λem: 544nm ,Frdi>7 ~  
    wQ/Z:  
    L% ?3VW  
    D!CuE7}  
    图2:黄粉与硫化物红粉的发射光谱图 红粉λem: 632nm λex: 460nm _f@, >l  
    &%`Y>\@f  
    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。 !`EhVV8u-_  
    $yg=tWk  
    总之,我们认为用加入当前红色荧光粉的方法来降低色温,提高显色指数的方法对低色温普通照明LED是不妥当的,因为它大大降低了LED的光通量。因此,要降低LED色温提高显色性,还得从其它方面努力。 &[|P/gj#>  
    {Qr0pjE7R  
    参考文献: `<^1Ik[g  
    {kp^@  
    1 Jianping Wu , David Newman , Ian V.F. Viney , Study on relationship of luminescence in CaS:Eu,Sm and dopants concentration , Journal of Luminescence 99(2002) 237-245 KHJk}]K  
    Vm <9/UG<  
    2 Young-Duk Huh, Jae-Hoon Shim, Youhyuk Kim, and Young Rag Do, Optical Properties of Three-Band White Light Emitting Diodes, Journal of The Electrochemical Society, 150 (2) H57-H60 (2003) *oU-V#   
    p$*;>YKO  
    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 ,=Fn6'  
    @O%d2bgEWV  
    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 d65t"U  
    |=W=H6h*  
    (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