YAG-04 05 06 07 大功率贴片黄绿色荧光粉
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众所周知,高光效、长寿命、低价格是白光LED进入普通照明必过的三关,提高芯片的内外量子效率、高技巧封装结构的设计及工艺、提高YAG:Ce3+的光转换效率是当前直面的三题,认真研究粉体的相结构,颗粒形貌和发光特性,合成纯相、大小均匀的球形荧光粉是荧光粉工程师的基本功,稳定Ce3+的浓度在封装过程必须十分重视。
YAG:Ce3+的发光特性YAG:Ce3+的发光特性荧光粉在蓝光,长波紫外光激发下部分蓝光被荧光体吸收,荧光体产生高效的黄色可见光发射,这种光能转换效率高、流明效率高,属于典型的下转换光致发光。
铈激活的钇铝石榴石荧光粉最有效蓝光激发光谱,与InGaN芯片的发光光谱满意相匹配,转换成白光需要的黄光发射。
为了提高显色性,可在组成上掺入红色波段发射稀土Pr3+和Sm3+或加入高效红色荧光粉,组成中增加稀土Gd的用量有利于低色温调制,转换光色对荧光粉层厚度非常敏感,调整YAG:Ce3+的品种和用量可以获得不同色温的白光。
铈激活的钇铝石榴石具有良好的物理和化学稳定性,耐电子辐射,具有优良的温度猝灭特性。
该荧光粉流明维持受多种因素制约如原料的纯度,灼烧后是否有杂相,晶体形貌,是否吸收了水气及氧化性气体,影响Ce3+的稳定,在荧光粉贮存,保管使用过程中要避免氧化环境,限制Ce3+→Ce4+的发生,努力提高 Ce3+的稳定性。
用软化学合成近似球形均匀一致性荧光粉产品,发光亮度高、点胶涂敷性能好,企业经济效益明显提高。
相结构在Y2O3-AL2O3体系中,通过XRD可发现三种不同的相,其中Y3AL5O12(YAG)钇铝石榴石相、YALO3(YAP)钇铝钙钛矿相和Y4AL2O9(YAM)钇铝单斜相。
后两种YAP和YAM为中间相。
通过亮度测定,只有纯YAG相发光亮度最高。
传统的硬化学合成中由于原料混合均匀困难,受固相化学反应动力学因素的影响,反应需要在较高的温度(>1600℃)和较长时间(如数小时)中间相才能转化为YAG纯相。
北京中村宇极科技有限公司北京中村宇极科技有限公司成立于2006年,是由北京宇极科技、日本三菱化学、陕西神光新能源及日本中村科学合资组建,由海外留学人员归国创立的高科技公司,位于北京市中关村科技园。
公司在北京亦庄经济开发区拥有研发中心和销售总部,在西安民用航天基地拥有全球最高端的LED荧光粉生产基地。
公司拥有国际领先的研究开发基础和雄厚的技术实力,有学术造诣高、组织能力强、能率领研究开发队伍开拓创新的学术带头人,拥有一支年轻的、充满活力和富有朝气的全职技术研发队伍,绝大多数研发人员都具有硕士或者博士学历,研发人员占公司总人数≥30%,公司本科以上人员≥80%,高学历的人力资源配置使公司拥有了雄厚的技术实力。
公司主要致力于新型高性能半导体照明用发光材料的研发、生产和销售,拥有国际领先水平的白光LED荧光粉的批量生产能力。
与众多科研机构开展技术合作,其中包括中国科技大学、中科院半导体研究所等。
公司对所研发的新型、高端LED用荧光粉的拥有自主核心技术和完整的知识产权,其中已经有多项发明专利分别在美国和中国获得授权,已经成功开发的高效率LED用氮化物荧光粉产品其特性处于国际先进水平,一举打破了国外YAG荧光粉的市场垄断,符合欧盟RoHS标准,通过国家半导体质量监督中心测试,光效率高、化学稳定性和热稳定性高、无污染。
此创新技术填补了国内空白。
公司先后推出氮化物、铝酸盐和硅酸盐系类荧光粉产品,获得了广泛的应用和好评,并已成功进入台湾、韩国和欧美市场。
氮氧化物荧光粉多次获得国家权威技术部门的认可,已经成功研发的LED用氮氧化物红色、绿色荧光粉产品获得2008年中国国际半导体照明创新大赛《研发创新奖》,氮氧化物黄色荧光粉在2010年“南海杯”国家半导体照明创新大赛中荣获“产品创新奖”。
2012年三菱化学成为北京中村宇极的战略合作伙伴,通过政策指导及鼓励措施,实现强强联合,推动中国LED荧光粉产业和照明工业的发展。
LED荧光粉是制造白色LED的必须材料。
首先,我们要了解白色LED的发光原理。
白色LED芯片是不存在的。
我们见到的白色LED一般是蓝光芯片激发黄色荧光粉发出白色光的。
好比:蓝色涂料和黄色涂料混在一起就变成了白色。
其次,不同波长的LED蓝光芯片需要配合不同波长的黄色荧光粉能够最大化的发出白光。
所以说,LED荧光粉是制造白色LED必须的东西(白色LED也有另外几种发光方式,但是市面上白色LED95%都是蓝光芯片激发黄色荧光粉的原理)。
黑体(热力学)任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。
辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布。
这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射。
为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体黑体(blackbody),以此作为热辐射研究的标准物体。
所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射(当然黑体仍然要向外辐射)。
显然自然界不存在真正的黑体,但许多地物是较好的黑体近似(在某些波段上)。
黑体辐射情况只与其温度有关,与组成材料无关.基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff),在热平衡状态的物体所辐射的能量与吸收的能量之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关。
按照基尔霍夫辐射定律,在一定温度下,黑体必然是辐射本领最大的物体,可叫作完全辐射体。
用公式表达如下:Er=a*EoEr物体在单位面积和单位时间内发射出来的辐射能;a该物体对辐射能的吸收系数;Eo——等价于黑体在相同温度下发射的能量,它是常数。
普朗克辐射定律(Planck)则给出了黑体辐射的具体谱分布,在一定温度下,单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为B(九,T)=2hc2/九5•l/exp(hc/XRT〉lB@,T)—黑体的光谱辐射亮度(W,m-2,Sr-1,gm-1)入—车辐射波长(pm)T—黑体绝对温度(K、T=t+273k)C—光速(2.998x108m・s-1)h—普朗克常数,6.626x10-34J・SK—波尔兹曼常数(Bolfzmann),1.380x10-23JK-1基本物理常数由图2.2可以看出:①在一定温度下,黑体的谱辐射亮度存在一个极值,这个极值的位置与温度有关,这就是维恩位移定律(Wien)九mT=2.898xl03@m・K)九m—最大黑体谱辐射亮度处的波长(pm)T—黑体的绝对温度(K)根据维恩定律,我们可以估算,当T~6000K时,九m~0.48pm(绿色)。
第39卷 第1期 2024年3月 西 南 科 技 大 学 学 报 JournalofSouthwestUniversityofScienceandTechnology Vol.39No.1 Mar.2024DOI:10.20036/j.cnki.1671 8755.2024.01.005收稿日期:2023-04-17;修回日期:2023-05-29基金项目:四川省科技计划项目(2020JDRC0062);深圳市技术攻关项目(JSGG20210802154213040)作者简介:第一作者,段星(1996—),男,硕士研究生,E mail:1398132357@qq.com;通信作者,魏贤华(1976—),男,博士,教授,研究方向为功能材料,E mail:weixianhua@swust.edu.cn激光照明用YAG∶Ce-CaF2荧光陶瓷的冷烧结制备段 星1 杨仕林1 杜 甫2 陈 磊2 魏贤华1(1.西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室 四川绵阳 621010;2.旭宇光电(深圳)股份有限公司 广东深圳 518101)摘要:荧光陶瓷是激光照明的关键材料。
为探究低温制备荧光陶瓷的可行性,采用冷烧结工艺在425℃成功制备了致密度高、晶粒尺寸均匀、相界分明的YAG∶Ce-CaF2复合荧光陶瓷。
结果表明:发光相与基体之间没有可检测到的界面反应;制备的荧光陶瓷具有较高的量子效率(74.3%)、较好的热导率(室温可达9.4W·m-1·K-1)、优异的热稳定性(在400K时发光强度仅损失4.3%);在蓝光激光(451nm)激发下,复合荧光陶瓷表现出良好的黄光发射,并展现出光通量为910.7lm和流明效率为91.07lm·W-1 的高亮度白色激光照明,其荧光寿命无衰减(66ns),相关色温为4483~8247K,显色指数为73.4~83.6。
冷烧结工艺是低温条件下制备性能优良荧光陶瓷的新方法。
发光种类一.常见发光种类光致发光灯用材料日光灯,节能灯,黑光灯,高压汞灯,低压汞灯,LED转换组合白光长余辉材料放射性永久发光,超长余辉,长余辉紫外发光材料长波3650发光,短波2537发光,真空紫外发光,量子点发光……红外线发光材料上转换发光,红外释光,热释发光, 多光子材料荧光染料\颜料稀土荧光,有机荧光电致发光高场发光直流粉末DCEL,交流粉末ACEL,薄膜发光,厚膜发光,有机发光低场发光发光二极管(LED),有机发光(OEL-OLED),硅基发光,半导体激光阴极射线发光彩色电视发光材料黑白电视发光材料像素管材料低压荧光材料超短余辉材料放射线发光α射线发光材料,β射线发光材料,γ射线发光材料,氚放射发光材料,闪烁晶体材料X射线发光X存储发光材料X增感发光材料CT扫描发光材料摩擦发光单晶发光,微晶发光化学发光有机化合物发光(荧光染料)液体发光有机稀土发光生物发光酶发光,有机发光,反射发光(几何光学)光学镀膜反射材料,玻璃微珠反射材料二.常见发光材料成份物质发光过程有激励、能量传输和发光三个过程。
激励方式主要有电子束激发,光激发和电场激发。
电子束激发有阴极射线(CRT)发光材料,真空荧光(VFD)材料,场发射(FED)显示材料;光激发有荧光灯用发光材料,等离子显示(PDP)发光材料,X射线激发光材料等;电场激发有电致发光(EL)材料,发光二极管(LED)材料。
1 阴极射线(CRT)稀土发光材料2 真空荧光显示(VFD)稀土发光材料VFD用稀土发光材料较少,效率也不高,如SnO2:Eu3+, Y2O2S:Eu3+,很少使用。
3 场发射显示(FED)稀土发光材料FED是有可能与PDP和LCD相竞争的平板显示,它的画面质量和分辨率优于CRT,响应速度(寻址时间)非常快,而功耗仅是LCD的1/3,其应用前景令人关注。
FED稀土发光材料如表2所示。
表2 FED稀土发光材料4 灯用稀土发光材料使用稀土三基色荧光粉的节能灯流明效率高,显色性好,是欧美、日和我国大力推广的绿色照明。