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。
wXr>p)mP Np.no$_ 关键词 碱土硫化物 YAG 荧光粉 LED
&u+yM
D @T<ad7g-2J 上世纪90年代中期,人们用蓝光芯片和YAG:Ce3+ 黄色荧光粉制出了
白光LED光源,但色温较高,一般在5000K以上,为了降低色温,制出高显色暖白色的LED,我们采用了通用的方法,即在黄色荧光粉中增加红色荧光粉的方法进行了试验。[1]、[2]
cJxW;WI!, |7svA<<[ 一、原料和仪器
>EBZ$ X ;\<""Yj@l 黄色荧光粉:采用发射峰值
波长约为545nm的YAG:Ce3+黄粉;
p//T7rs lo cW_/ 红色荧光粉:采用二价Eu激活的碱土金属硫化物;
:d;[DYFLxb <\ y!3; 激发发射
光谱的测量:使用Fluorolog 3-12型荧光分光光度计;
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J+{Ou rWt LED光色性能的测量:使用SPR-920D光谱辐射分析仪。
]YCPyc: $T"h";M)s 二、试验步骤和内容
1i4WWK7k h7bPAW=( 按不同比例将黄粉与红粉混合均匀,分别称取一定量的混合粉与环氧树脂等材料配成浆液,同时进行点胶、烘干等工序,利用同种芯片(台湾芯片)封装成的φ5 20mA LED管子进行测试[3],结果如表1。
<_"B}c/2$ %9t{Z1$ 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
f"vk# 3 _,DO~L }sf YCz dX_!0E[c 三、结果讨论
7sXy`+TZ-> D,c!#(v cK 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。
sB?2*S"X)< *R5`.j = "Owct(9 RTK}mhnV 图1:黄粉与硫化物红粉的激发光谱图 黄粉λem: 544nm
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XqW Z+NF(d t2"@Ps&1| EbCIIMbe" 图2:黄粉与硫化物红粉的发射光谱图 红粉λem: 632nm λex: 460nm
8QT<M]N% d'ZS;l 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。
^uia`sOP4 VLiIO"u; 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。
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