半導(dǎo)體照明LED白光熒光粉論文集

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書為作者近幾年在學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表的論文，以及在各種論壇、展會(huì)上發(fā)表的見解，亦包括與工程技術(shù)專家商榷的相關(guān)知識(shí)。書稿內(nèi)容既包括白光LED熒光粉的發(fā)展史、現(xiàn)狀和展望，亦有針對(duì)封裝LED實(shí)踐需解決的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行剖析，具有指導(dǎo)意義。本專輯可供LED各方人士學(xué)習(xí)，是封裝LED工程師的參考書。

新一代照明光源——白光發(fā)光二極管（LED）已經(jīng)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，但當(dāng)前市場(chǎng)化的白光LED是藍(lán)光芯片與黃色YAG:Ce3 熒光粉組合而成，該組合存在顯色指數(shù)不高、使用后期可能偏離白光等問(wèn)題。開發(fā)高效、高熱穩(wěn)定的單一基質(zhì)白光熒光粉是解決該問(wèn)題的一種有效辦法。 項(xiàng)目申請(qǐng)時(shí)擬以Ca3Al2O6:Ce3 作為載體，研究提高量子效率和實(shí)現(xiàn)單一基質(zhì)暖白光的方法并總結(jié)規(guī)律，最后制作白光pc-LED器件。研究進(jìn)行中發(fā)現(xiàn)基質(zhì)中引入較大半徑的Sr2 能夠提高量子效率，并在Li4SrCa(SiO4)2:Ce3 系列中得到驗(yàn)證。 主要研究?jī)?nèi)容及重要結(jié)果如下： 1) 在Ca3Al2O6: Ce3 /Tb3 /Mn2 熒光粉中發(fā)現(xiàn)，共摻Tb3 和Mn2 會(huì)因Ce3 不同的發(fā)光而出現(xiàn)不一樣的能量傳遞方式和效率。藍(lán)光Ca3Al2O6: Ce3 可將Ce3 的激發(fā)態(tài)能量有效傳遞給Tb3 ，但是到Mn2 的能量傳遞效率非常低。而青光Ca3Al2O6: Ce3 則可同時(shí)將Ce3 的激發(fā)態(tài)能量傳遞給Tb3 和Mn2 ，并通過(guò)調(diào)控?fù)诫s濃度實(shí)現(xiàn)了白光發(fā)射——但此時(shí)激發(fā)主峰在305 nm，尚無(wú)合適的芯片與其匹配。 2) Ca2.5Sr0.5Al2O6:Ce3 熒光粉的發(fā)光強(qiáng)于Ca3Al2O6: Ce3 ，且通過(guò)Ce3 調(diào)整濃度可在365 nm附近的近紫外光下發(fā)射420 nm或470 nm的光。分別引入Mn2 后實(shí)現(xiàn)發(fā)光的調(diào)控和暖白光發(fā)射，顯色指數(shù)可達(dá)90以上。 3) 在Li4SrCa(SiO4)2:Ce3 中，288 nm激發(fā)下的近紫外主導(dǎo)的發(fā)光絕對(duì)量子效率高達(dá)97%，但360 nm激發(fā)下的藍(lán)光發(fā)射量子效率只有82%。通過(guò)基質(zhì)篩選（調(diào)整）——Li4Sr1 xCa0.97-x(SiO4)2，增加Sr減少Ca的方式可增強(qiáng)Ce3 的藍(lán)光發(fā)射。當(dāng)x = 0.4時(shí)，藍(lán)光最強(qiáng)，對(duì)應(yīng)365 nm激發(fā)下的絕對(duì)量子效率提高到了94%，熱穩(wěn)定性也非常好——200攝氏度時(shí)發(fā)光強(qiáng)度仍維持室溫強(qiáng)度的95%。最后用最佳熒光粉制作了pc-LED器件，所得暖白光pc-LED的顯色指數(shù)高達(dá)94，表明該熒光粉具有很好的潛在應(yīng)用前景。

以Ca3Al2O6為基質(zhì)，采用高溫固相法合成單摻Ce3 和Ce3 -Tb3 -Mn2 共摻等熒光粉?；贑a在基質(zhì)晶格中存在6個(gè)不同的格位，本項(xiàng)目立意通過(guò)改變合成條件使Ce3 選擇性地進(jìn)入不同的Ca格位，實(shí)現(xiàn)Ce3 激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的調(diào)控；來(lái)認(rèn)識(shí)單摻Ce3 熒光粉的發(fā)光性質(zhì)與格位取代之間的關(guān)系。以添加電荷補(bǔ)償劑、助熔劑和表面處理等方式來(lái)有效地提高熒光粉的量子效率。在優(yōu)化了的工藝基礎(chǔ)上，通過(guò)共摻雜，根據(jù)Ce3 的熒光強(qiáng)度、壽命隨Tb3 或Mn2 濃度的變化，研究能量傳遞機(jī)理以及不同格位上Ce3 對(duì)傳遞效率的影響，獲得不同格位取代時(shí)能量傳遞形式及效率。項(xiàng)目有望確立一種有效的“格位選擇性取代調(diào)控?zé)晒夥酃庾V性質(zhì)”方法，獲得發(fā)光性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律，為開發(fā)高性能單基質(zhì)白光熒光粉提供一種合理思路。本項(xiàng)目屬于發(fā)光材料的理論基礎(chǔ)研究和相應(yīng)的制備科學(xué)，對(duì)研發(fā)新型稀土功能材料具有重要意義。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了LED遠(yuǎn)程熒光粉器件（以下簡(jiǎn)稱“器件”）的定義和術(shù)語(yǔ)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存等。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于LED遠(yuǎn)程熒光粉器件，該器件在440nm~480nm藍(lán)光激發(fā)下發(fā)出黃光，黃光與激發(fā)源藍(lán)光形成白光，主要用于由藍(lán)光LED芯片激發(fā)的白光LED燈。