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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。 !c1 E  
    k~=-o>}C  
    关键词 碱土硫化物 YAG 荧光粉 LED by6E "7%  
    *+p'CfsSka  
    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] 2b|vb}|t{  
     |k 4+I  
    一、原料和仪器 8n~@Rj5  
    "{{xH*ij'  
    黄色荧光粉:采用发射峰值波长约为545nm的YAG:Ce3+黄粉; VdK-2O(.-  
     5Y9 j/wA  
    红色荧光粉:采用二价Eu激活的碱土金属硫化物; 5+3Z?|b  
    `m'2RNSc+#  
    激发发射光谱的测量:使用Fluorolog 3-12型荧光分光光度计; JI\u -+BE  
    zO)9(%LS  
    LED光色性能的测量:使用SPR-920D光谱辐射分析仪。 d G:=tf&1R  
    B)^]V<l(w  
    二、试验步骤和内容 V i#(x9.  
    Uk*s`Y  
    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。 miN(a; Q2P  
    N;[w`d'#  
    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 3'&]v6|  
    uF(- h~  
    uvA}7L{UO  
    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
    b:%>T PT  
    三、结果讨论 u4+VG5.rhT  
    W=)}=^N0  
    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。 =}c~BHT  
    `VBjH]$  
    @RaMO#  
    pbm4C0W}  
    图1:黄粉与硫化物红粉的激发光谱图 黄粉λem: 544nm T,?^J-h^  
    c yN_Sg  
    o~GhV4vq  
    7?hC t  
    图2:黄粉与硫化物红粉的发射光谱图 红粉λem: 632nm λex: 460nm PVtQ&m$y  
    o)-Qd3d%S  
    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。 6K<vyr40  
    :EA,0 ,  
    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。 $~ItT1k_  
    {I2jLc  
    参考文献: QT-rb~  
    6'wP?=  
    1 Jianping Wu , David Newman , Ian V.F. Viney , Study on relationship of luminescence in CaS:Eu,Sm and dopants concentration , Journal of Luminescence 99(2002) 237-245 ! B)Em  
    BwBv 'p+n  
    2 Young-Duk Huh, Jae-Hoon Shim, Youhyuk Kim, and Young Rag Do, Optical Properties of Three-Band White Light Emitting Diodes, Journal of The Electrochemical Society, 150 (2) H57-H60 (2003) H9jj**W ;$  
    z1]RwbA?1  
    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 )O7Mfr  
    MCYrsgg}  
    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 e dD(s5  
    ((?^B  
    (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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    只看该作者 1楼 发表于: 2009-02-28
    很好  谢谢