荧光粉比例对白光LED特性的影响

白色LED用荧光粉的制备与应用

LED照明是当下具有很高的实用性的照明光源，并且已经成为应用最为广泛的一种照明的光源。作为照明用的白色LED更是受到了很大的关注，获得白光LED共有三种：第一种是荧光粉涂敷光转换法，就是采用荧光粉将紫光或蓝光转换复合产生白光；第二种是多色LED组合法，由发射不同波长的绿色和红色等的单色的LED组合而发射复合的白光，第三种是多量子阱法，单一的LED材料中中进行掺杂。荧光粉材料的制备方法主要有高温制备和溶液法制备两类方法。本文主要综述了蓝光转换型荧光粉和近紫外转换型荧光粉的中的典型几种荧光粉材料，介绍了相关荧光粉的发展现状以及相关材料的优缺点

1.1 LED发光原理

LED主要是半导体化合物，例如砷化镓（GaAS），磷化镓（GaP），磷砷化镓（GaAsP）等半导体制成的，LED的核心是PN结。LED的发光机理是:热平衡的条件下,PN结中有很多迁移率很高的电子在N 区中, P 区则不同，在P区中有较多的迁移率较低的空穴, 由于PN 结势垒层的限制, 由于该PN结势垒层的限制，在正常状态下，不能穿过屏障复合发生;而当施加于PN结的正向电压，所施加的电场方向由于自建电场方向和所述势垒区与此相反，它减少了势垒高度，该势垒宽度较窄，破坏了PN结动态平衡发电少数载流子注入，而空穴注入从PN区面积，在同一地区的电子注入从N到P区，少数载流子注入，在多数载流子复合会保持多余的能量在光辐射从而形式的同一区域，直接将电能转换为光能。

自从1965年第一支发光二极管的产生，LED已经历经50年的发展历程，第一支发光二极管是利用半导体锗材料制作而成的]1[，第一支LED能够发射出红光；随后在1985年日本Nishizawa利用液相外延法制备出了使用异质结构的GaAlAs作为发光材料的LED]2[，从而使得LED的封装技术也得到了很大的提高；1993日亚化学公司，在蓝色 氮化镓LED的研究上取得了重大突破]3[，并且很快的实现了产业化的生产，在1996年实现了白光LED的发光二极管（white light

第３４卷第１期　２０１３年１月　发　光　学　报　

ＣＨＩＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．１　Ｊａｎ．，２０１３　

文章编号：１０００－７０３２（２０１３）０１－００３５－０５　

白光ＬＥＤ用Ｂａ３　Ｌａ（ＰＯ４）３：Ｄｙ３＋荧光粉的　

制备与发光性能　

杨志平　，刘鹏飞　，宋延春　，韩　

（１．河北大学物理科学与技术学院，河北保定０７１００２；　月　，赵引红　，吕　梁　，潘　飞　

２．河北大学电子信息工程学院，河北保定０７１００２）　

摘要：通过高温固相法合成了一系列Ｂａ，Ｌａ　一　（ＰＯ　）　：　Ｄｙ¨荧光粉材料。利用ＸＲＤ测量样品的物相，结果　显示样品为纯相Ｂａ３Ｌａ（ＰＯ４）　晶体。样品的激发光谱由一系列宽谱组成，峰值分别位于３２２，３４７，３６０，３８６，　４２４，４５１　ｎｍ。在３４７　ｎｍ激发下，荧光粉在４８２　ｎｍ（　Ｆ９／２一　Ｈｌ５／２）和５７５　ａｍ（　Ｆ９／２　。ＨＩ３／２）处有很强的发射。　研究了不同Ｄｙ¨掺杂浓度对样品发射光谱的影响，当Ｄｙ３　摩尔分数　＝０．１０时出现猝灭现象，浓度猝灭机理　为电偶极．电偶极相互作用。确定了不同Ｄｙ“掺杂浓度的Ｂａ，Ｌａ（Ｐ０　），：Ｄｙ¨的荧光寿命。Ｂｆｄ３Ｌａ（ＰＯ　）　：　

Ｄｖ¨荧光粉发射光谱的色坐标位于白光区域。　

关键词：发光；荧光粉；白光；Ｂａ３Ｌａ（ＰＯ４）３：Ｄｙ“　中图分类号：０４８２．３１　文献标识码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３７８８／ｆｇｘｂ２０１３３４０１．００３５　

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　

Ｂａ３Ｌａ（ＰＯ４）３：Ｄｙ。　Ｐｈｏｓｐｈｏｒ　ｆｏｒ　Ｗｈｉｔｅ　ＬＥＤｓ　

ｒＡＮＧ　Ｚｈｉ—ｐｉｎｇＨ，ＬＩＵ　Ｐｅｎｇ—ｆｅｉ　，ＳＯＮＧ　Ｙａｎ．ｃｈｕｎ　，　

ＨＡＮ　ｒｕｅ　，ＺＨＡＯ　Ｙｉｎ．ｈｏｎｇ　，ＬＶ　Ｌｉａｎｇ　，ＰＡＮ　Ｆｅｉ　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＰｈｙｓｉｃｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ　０７１００２，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ　０７１００２，Ｃｈｉｎａ）　｝ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＡｕｔｈｏｒ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｚｐｌｐｆ＠１６３．ｅｏｍ　

白光LED荧光粉外量子效率检测技术研究

华有杰

【摘 要】根据荧光粉的发光特性,对荧光粉外量子效率测试系统中的光路进行改进.当测试参比样品和待测样品的反射光谱时,通过在光谱仪的狭缝1和传输光纤1之间插入中性衰减片,对激发光源的发光强度进行有效调节;当测试发射光谱时,则取下该中性衰减片,使样品的荧光发射强度接近于衰减后的激发光源强度.对同一个样品进行10次测量之后,发现其测量结果的标准差从3.66降低到0.47,可有效提高测量精度.同时,研究荧光粉质量浓度对其外量子效率的影响,结果表明:荧光粉浓度越低,外量子效率越高,其最佳测量浓度约为50%,此时外量子效率接近于真实值.%The

beam path of external quantum efficiency (EQE) testing system was

improved according to luminescent properties of phosphors. When the

reflectance spectra of reference and tested samples were being tested, a

neutral optical filter was inserted into beam path between slit 1 and

transmission fiber 1 in spectrometer. As a result, the reflective intensity of

excitation light was regulated effectively. When the photoluminescence(PL)

spectra were being tested, the previous neutral optical filter was taken out.

So the PL intensity of tested samples were close to that of reduced

第２７卷第７期　２０１１年７月　无　机　化　学　学　报　ＣＨＩＮＥＳＥ　Ｊ０ＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＩＮＯＲＧＡＮＩＣ　ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ　Ｖｏ１．２７　Ｎｏ．７　１３６３．１３６７　

白光ＬＥＤ用黄色荧光粉Ｂａ（Ｙ。　）２Ｓ４：ｘＨｏ　的合成和发光特性　

赵君风１　陈　茜１　荣春英　，２余丽萍　，２廉世勋　．Ｉ．２　

ｆ　湖南师范大学化学化工学院资源精细化与先进材料湖南省高校重点实验室，长沙４１００８１）　

（　湖南师范大学化学生物学及中药分析教育部重点实验室，长沙４１００８１）　

摘要：采用高温固相法合成了Ｂａ（Ｙ。　Ｓ４：ｘＨｏ　系列荧光粉。在４６５　ｎｍ蓝光激发下，荧光粉的发射光谱呈多谱带发射，主峰　位于４９２、５４３和６６１　Ｄ．ｍ处，分别对应于Ｈｏ　的　一５，８，　ｂ　一　，８和　一　跃迁发射。研究了Ｈｏ。　和Ａ１“掺杂量对ＢａＹ２Ｓ　：Ｈｏ　发光性能的影响。结果表明，随着Ｈｏ３＋掺杂量的逐渐增大，荧光粉的发光颜色由绿色逐渐向红色转变；适量Ａｌ　取代Ｙ　可以提　高ＢａＹ２Ｓ４：Ｈｏ３＋荧光粉的发光强度。荧光粉Ｂａ（Ｙ　６６５Ａ１　３）２ｓ　：Ｏ．０７Ｈｏ　在蓝光（４６５　ｎｍ）激发下发射黄光，是一种潜在的白光ＬＥＤ用黄　色荧光粉。　

关键词：ＢａＹ２ＳｄＨｏ　；黄色荧光粉；Ａ１　；白光ＬＥＤ　中图分类号：Ｏ６１４．２３＋３：０６１４．３２＋２；Ｏ６１４．３＋４；Ｏ６１３．５１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１・４８６１（２０１１）０７—１３６３－０５　

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｐｈｏｓｐｈｏｒ　

Ｂａ（Ｙ　ｌｙ）￣Ｓ４：ｘＨｏ　ｆｏｒ　Ｗｈｉｔｅ　ＬＥＤ　

ＺＨＡＯ　Ｊｕｎ．Ｆｅｎｇ　ＣＨＥＮ　Ｘｉ　ＲＯＮＧ　Ｃｈｕｎ—Ｙｉｎｇ　ＹＵ　Ｌｉ—Ｐｉｎｇ　ＬＩＡＮ　Ｓｈｉ－Ｘｕｎ　，　。　

（　ｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅ　Ｆｉｎｅ—Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｈｕｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎ垂ｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ　４１００８１，Ｃｈｉｎａ）　（２Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｂｉｏｌｏｇｙ＆Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ（Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ），　Ｈｕｎａｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈｏ，Ｈｕｎａｎ　４１００８１，Ｃｈｉｎａ）