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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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    1005
    光币
    4402
    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。 +z#+}'mT%  
    0S }\ML  
    关键词 碱土硫化物 YAG 荧光粉 LED ,J<+Wxz  
    0B2f[A  
    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] ACFEM9 [=  
    #Aj#C>  
    一、原料和仪器 a@9W'/?igk  
    C43I(.2g  
    黄色荧光粉:采用发射峰值波长约为545nm的YAG:Ce3+黄粉; 7Up-a^k^`  
    J-azBi  
    红色荧光粉:采用二价Eu激活的碱土金属硫化物; %U .x9UL  
    vXSA_" 0t  
    激发发射光谱的测量:使用Fluorolog 3-12型荧光分光光度计; rTOex]@N  
    {K|ds($ 5  
    LED光色性能的测量:使用SPR-920D光谱辐射分析仪。 xc05GJ  
    %kH,Rl\g  
    二、试验步骤和内容 jaVx9FR +  
    {A%&D^o)  
    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。 0C"2?etMx  
    P!)F1U]!  
    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  n$>_2v  
    ADP3Nic  
    )7AjRtb!/  
    phosphor + blue chip
    color temperature    (K)
    color coordinates     (x/y)
    color rendering index
    luminous flux(lm)
    chip
    30000
    0.1425/0.0445
    -52.1
    0.735
    yellow + chip
    5492
    0.3330/0.3739
    75.9
    3.392
    yellow + red + chip
    4226
    0.3713/0.3717
    78.9
    1.864
    yellow + more red + chip
    2847
    0.4173/0.3483
    89.4
    1.321
    red + chip
    1740
    0.3392/0.1463
    -71.6
    0.225
    (Hmhb}H  
    三、结果讨论 vDR> Q&/K  
    W>,D$  
    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。 naeppBo  
    nDLiER;U  
    9\E];~"iP  
    ~H[_=  
    图1:黄粉与硫化物红粉的激发光谱图 黄粉λem: 544nm ]D^; Ca  
    v0;dk(  
    RaymSh  
    Pp4Q)2X  
    图2:黄粉与硫化物红粉的发射光谱图 红粉λem: 632nm λex: 460nm =BV_ ?  
    +K2HMf'  
    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"Q9ob  
    h ^w# I  
    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。 :Fh_Ya0  
    "CFU$~  
    参考文献: !NKPy+v  
    jCg4$),b  
    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 a", 8N"'  
     ZLf(m35  
    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) \!0~$?_)P  
    n2["Ln mO  
    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 'k<~HQr  
    \TYH7wXDP  
    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 (8~Hr?1B  
    |+<o(Q(  
    (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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    光币
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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