YAG:Ce黄色荧光粉高温固相合成与表征

荧光粉是制备白光发光二极管(LED)关键材料之一,其性能直接影响着白光LED亮度、色度、色温及显色指数.但是,现有荧光粉由于稳定性差、光衰严重等问题,使白光LED不能达到预期目标,迫切需要改进其制备工艺.采用高温固相合成法制备YAG:Ce3 黄色荧光粉,研究温度、Ce添加量等对荧光粉粒度、荧光强度等理化性质影响规律,并评价该荧光粉与蓝光LED芯片组合形成白光LED的性能.结果表明,烧结温度高于1 400℃时,荧光粉呈立方结构纯YAG晶相;温度越高,形成的粉末粒径越大,发光强度越高;Ce掺杂量x=0.06时,烧结的荧光粉发光强度最大;封装形成的Φ3 mm白光LED亮度为5 581 cd/m2,色坐标x=0.262 6,y=0.275 3,色温Tc=13 000 K.     

掺杂浓度对白光LED用Ce Sm:YAG单晶荧光材料光色性能的影响

采用提拉法生长了不同浓度白光LED用Ce,Sm:Y3Al5O12(YAG)荧光晶体。对3种不同浓度的Ce,Sm双掺杂单晶荧光材料的光谱性能进行了研究。分别用XRD和高效色谱仪测试了样品的结构、吸收光谱、激发光谱、发射光谱和光色性能,并对晶体的光色性能进行表征和对比。结果表明,在一定范围内随着Ce和Sm离子浓度的升高,晶体的光效有所提高,显色指数降低,红色和黄绿色发光成分提升。     

白光LED用YAG:Ce3+荧光粉的增红

目前白光LED在红光波段发射较弱,导致其显色指数偏低,本文在最常用的白光LED荧光粉Y3Al5O12:Ce3 (YAG:Ce3 )中掺入Gd3 、Pr3和Sm3 ,来增强红光波段的发射,从而提高显色指数.用X射线衍射仪(XRD)、分光光度计、光谱分析仪及荧光粉相对亮度测试仪对样品进行表征,研究了Gd3 、Pr3 和Sm3 对荧光粉性能的影响,并对其增红机理进行了初步的探讨.结果表明:Gd3 、Sm3 及Pr3 的加入都增强了光谱的红区发射,Gd3 使光谱发生红移;Sm3 则在光谱上增加了峰值分别位于566、600和616nm的三个弱发射峰;Pr3 在光谱的红区发射区叠加了一个峰值在610nm的尖锐发射峰;Gd3 、Sm3 及Pr3 的加入,使样品相对亮度及发光强度都下降了一定程度.     

调光方式对LED色温和光通量的影响

通过发光二极管(LED)在模拟调光和脉冲宽度调制(PWM)调光两种不同调光方式实验中,研究其光色参数的变化情况.分析同一色温白光LED在不同调光方式的色温和光通量的变化趋势,并分别分析同一种调光方式下,两种不同色温LED混和之后的色温和光通量的变化趋势.结果表明:同一色温白光LED在PWM调光方式下,色温的变化较小,但其光效较模拟调光小;两种不同色温LED混色之后的色温可在较大范围内变化,可满足人们对LED不同光色的选择.     

Ce~(3+)、Sm~(3+)共掺杂YAG的制备及其发光性能的研究

用共沉淀法合成YAG:(Ce3+-Sm3+)前驱体后,在N2还原气氛下用高温灼烧法制备YAG:(Ce3+-Sm3+)荧光粉,并对Sm3+的掺杂浓度、样品的晶相以及表面形貌进行研究。同时,也对Sm3+与Ce3+之间Sm3+→Ce3+的能量转移机理进行了讨论。当Sm3+掺杂浓度(Sm3+/Ce3+为10%)时,其发射光谱强度能增加约3倍,并伴有明显的红移;合成的荧光粉体粒径大小在2～4μm时,有望与不同波长的蓝光LED组合,以期获得不同性质的白光LED。     

SiO_2-YAG:Ce~(3+)玻璃荧光体的制备及其白光LED的封装

采用溶胶-凝胶工艺,以正硅酸乙酯(TEOS)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为硅源,以VTES中的乙烯基(CHCH2)为有机改性剂,反应过程中掺入YAG:Ce3+荧光粉,制备出有机改性的SiO2-YAG:Ce3+玻璃荧光体.用X射线衍射仪、光致发光激发谱、光致发光谱和傅里叶红外光谱等测试手段对这种玻璃荧光体进行表征.结果表明:玻璃荧光体主相为Y3Al5O12,该荧光体可以很好地被460nm蓝光激发,发射出550nm的黄光.该玻璃荧光体封装蓝光芯片所得的白光LED器件具有良好的显色性、光通量、流明效率和光强分布.研究结果表明,SiO2-YAG:Ce3+玻璃荧光体是一种潜在的白光LED封装用荧光材料.     

Ce:YAG透明陶瓷及其在白光LED中的应用

采用反应烧结法成功制备了透过率可以达到10%以上、平均晶粒尺寸约为8μm的Ce:YAG透明陶瓷,通过XRD、SEM等手段分析了此种透明陶瓷的基本性能.后将加工好的Ce:YAG透明陶瓷片制备成白光LED,并测试了相应的性能.     

白光LED用K_2TaF_7∶Mn~(4+)红色发光晶体发光性能研究

通过溶剂挥发法生长出红色棒状K_2TaF_7∶Mn~(4+)发光晶体,通过X线单晶衍射确定其晶体结构及相关晶胞参数.通过对样品的发光性能研究,样品最强激发带位于466 nm左右的蓝光区,半峰宽约为70 nm;最强发射位于628 nm处.当n_(Mn~(4+))∶n_(K_2TaF_7)为35%时所得晶体的红光发射最强,外量子效率高达49.2%.将K_2TaF_7∶Mn~(4+)发光晶体、YAG∶Ce~(3+)黄色荧光粉和蓝光GaN芯片组装成暖白光LED,所得器件具有优异的光电性能.     

大功率暖白光LED用Dy:BGSO单晶的生长及其发光性能

采用坩埚下降法成功生长出共掺Dy~(3+)和Ge~(4+)的硅酸铋(BSO)单晶,其中Dy~(3+)和Ge~(4+)的摩尔分数分别为1%和3%,其直径为2.54 cm(1 in),长度达8 cm,外观无色透明,无包裹物和裂纹等缺陷,表明共掺入Dy~(3+)和Ge~(4+)能够有效改善BSO晶体的偏析现象;双摇摆曲线半峰全宽为24″表明晶体具有较高的结晶质量.Dy:BGSO晶体的荧光光谱包含Bi~(3+)和Dy~(3+)的特征峰,Bi~(3+)吸收的能量能够传递给Dy~(3+).色坐标和色谱计算结果表明,其在多种波长的紫外光激发下均可以发射暖白光.该晶体在365 nm紫外光灯辐照下的实际发光效果说明,其能够高效率、360°全方位立体发射肉眼可见的明亮暖白光.故Dy:BGSO单晶是一种可用于大功率LED器件的候选荧光单晶材料.     

Mn-ion-enhanced red spectral emission from yttrium aluminum garnet doped cerium phosphor

Mnions were co-doped in yttrium aluminum garnet doped cerium(YAG:Ce) phosphors as a co-activator and host lattice element using the co-precipitation method.These ions broadened the emission spectra of the pure YAG:Ce phosphor,which is caused by the 2E-4A2,5E-5T2 or 1T2-5T2 transition.From our X-ray diffraction results,we observed that Ce3+(1.032 ) was substituted at the Y3+(0.900 ) site,and Mn4+(0.538 ) and Mn3+(0.67 ) were substituted at the Al3+(0.535 ) site.The chromaticity color co-ordinates of YAG:Ce0.06 is(0.203,0.167),and the indices of YAG:Ce0.06,Mn0.04 and YAG:Ce0.06,Mn0.08 are(0.249,0.181) and(0.233,0.194),respectively.The manganese co-doped yttrium aluminum garnet doped cerium blended with the YAG:Ce phosphor showed improved white light emission.