白光LED用稀土荧光粉的制备和性质

在还原气氛保护下利用高温固相法合成了化学组分为(M₁,M₂)₁₀(PO₄)₆X₂(M₁=Ca,Sr,Ba;M₂=Eu,Mn;X=F,Cl,Br)的可被紫光激发的蓝光、绿光和红光荧光粉,制备了紫光LED芯片+蓝光荧光粉+YAG荧光粉的二基色白光LED;紫光LED芯片+蓝光荧光粉+红光荧光粉的二基色白光LED,以及紫光LED芯片+蓝光荧光粉+绿光荧光粉+红光荧光粉的三基色白光LED。测试了所有制备的白光LED在不同的直流电驱动下的色度坐标、相关色温和显色指数。     

TBVB用作蓝光发光层的非掺杂有机电致蓝光和白光器件

利用一种来源于PPV的发蓝光的齐聚物材料2,5,2',5'-tetra(4'-biphenylenevinyl)-biphenyl(TBVB)制作非掺杂的有机电致蓝光和白光器件。蓝光器件的结构为ITO/NPB/TBVB/Alq₃/LiF/Al,其中TBVB用作发光层;白光器件的结构为ITO/NPB/TBVB/rubrene/Alq₃/LiF/Al,其中TBVB与超薄层(平均“厚度”0.05~0.20nm)的Rubrene相结合用作发光层,二者分别发蓝光和黄光。在蓝光器件中,当TBVB的厚度为30nm时,器件发出色坐标为(0.20,0.26)的蓝光,其最大亮度和效率分别达到2154cd/m²和1.62cd/A。在白光器件中,可通过调节TBVB和Rubrene的厚度实现对器件发光色度的调节。当TBVB和Rubrene的厚度分别为10,0.15nm时,器件在亮度为4000cd/m²时发光色坐标为(0.33,0.34),非常接近白光等能点,且随着电压的变化始终处于白光区。当电压为16V时该器件达到最高亮度4025cd/m²;当电压为6V时器件有最高的效率3.2cd/A。     

新型有机电致磷光白光器件的研究

制备了结构为ITO/NPB/TCTA/FIrpic∶TCTA/Ir(MDQ)2(acac)∶TmPyPB/FIrpic∶TmPyPB/TmPyPB/LiF/Al的有机电致磷光发光器件。通过在双蓝光发光层之间插入较薄的红光层Ir(MDQ)2(acac)∶TmPyPB调节载流子、激子在各发光层中的分布,并结合TCTA和TmPyPB对发光层内载流子和激子的有效阻挡作用,混合实现白光发射。研究了红光层在不同厚度、不同掺杂浓度下对器件发光性能的影响。结果表明,红光发光层厚度为2nm、质量浓度为5%时,结合蓝光发光层和红光发光层,实现了色坐标为(0.333,0.333)、最大发光效率为11.50cd/A的白光发射。     

有机电致蓝光器件激发YAG∶Ce荧光粉光谱特性研究

模拟无机大功率白光LED由蓝光芯片激发荧光粉形成白光的发光方式,基于有机电致蓝光器件激发黄色的YAG∶Ce荧光粉来实现全色器件.采用真空蒸镀法,制备了ITO/2T-NATA(30 nm)/AND ∶ TB-Pe(50 Wt％,40 nm)/Alq3 (100 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)的蓝光器件,...     

基于溶液加工小分子材料发光层的有机-无机复合发光器件

报道了基于溶液加工有机小分子材料发光层、聚乙烯亚胺电子注入层的有机-无机复合发光器件. 优化了空穴传输层和磷光染料的掺杂浓度, 得到最佳发光效率的器件. 蓝光、黄光和红光器件的最大外量子效率为17.3%, 10.7% 和7.3%. 在发光亮度为1000 cd/m² 时, 蓝光、黄光和红光器件的外量子效率分别为17.0%, 10.6% 和5.8%, 器件效率下降较小. 原因在于同时采用空穴传输型和电子传输型的小分子材料作为共同主体材料, 器件具有较宽的载流子复合区域, 降低了三线激发态-三线激发态湮灭和三线激发态-极化子相互作用对器件发光效率的影响. 白光器件在亮度为1000 cd/m²时, 发光效率和功率效率为31 cd/A和 14.8 lm/W. 器件的色度为(0.32, 0.42), 色度比较稳定, 随电流的变化微小. 器件的效率较以往报道的有机-无机复合发光器件有显著的提高, 主要归因于在聚乙烯亚胺上能够制备特性良好的小分子材料薄膜, 以及小分子主体材料拥有较高的三线态能量和平衡的载流子传输特性, 能够获得高效的磷光发射.     

白光LED用硅氮基荧光粉材料研究进展

随着白光LED技术的迅速发展,传统YAG∶Ce3+荧光粉由于低显色性、高色温等因素制约而难以满足发展需求。利用近紫外芯片激发三基色荧光粉成为获得白光LED的一种有效途径,因而发展高性能三基色荧光粉具有重要意义,尤其红光发光材料更是当务之急。硅氮基化合物包含由SiN₄四面体构成的网络结构,具有很高的化学稳定性和热稳定性。该类荧光粉因其结构的多样性,且在紫外-蓝光区具有高的吸收效率,因而随着基质和激活离子的改变,发射光谱可覆盖整个可见光区域,并具有较高的光转换效率和光色稳定性,对温度和驱动电流的变化不敏感等优点,因而此类研究对白光LED的发展具有深远的影响。综述了近年来硅氮基荧光粉制备方法及研究的最新进展,系统地归纳总结了硅氮基荧光粉的晶体结构及发光性能等特性,并分析了目前国际上对该材料的研究动态及应用情况。     

TiO2微粒对远程荧光粉膜及白光发光二极管器件光色性能的影响

利用热压法将TiO₂微粒掺入至YAG:Ce荧光粉和硅树脂中制备出远程荧光粉膜并封装成白光发光二极管(LED)器件, 通过荧光粉相对亮度仪、双积分球测试系统和可见光光谱分析系统对样品的光色性能及机理进行了研究. 结果表明: TiO₂的散射效应能够显著提高蓝光的利用率和黄光的透射强度, 白光LED器件的光通量在TiO₂浓度为0.966 g/cm³ 时达到最高值415.28 lm(@300 mA, 9.3 V), 提高了8.15%, 相关色温从冷白6900 K逐渐变化至暖白3832 K. TiO₂的掺入不仅提高了远程荧光粉膜的发射强度和白光LED器件的光通量, 同时能调控其相关色温.     

传统白光LED与远程荧光粉白光LED的发光性能比较

研究了传统白光LED与蓝光激发的球冠形远程荧光粉白光LED在不同电流、不同热沉温度下的发光性能,并对其机理差异展开了探讨。实验结果表明:随热沉温度和驱动电流的上升,传统白光LED的量子效率和电光转换效率急剧下降,并导致其Y/B比(Yellow/Blue Ratio)下降,相关色温上升。而在远程荧光粉白光LED中,其量子效率、光转换效率和相关色温在相同实验条件下变化幅度都较小。由光强空间分布和Y/B比空间分布可知,远程荧光粉白光LED的光强分布呈类似蝠翼分布,且Y/B比空间均匀性远大于传统白光LED。     

三元铱配合物磷光体系的白光有机电致发光器件光谱特性研究

将黄光磷光材料bis[2-(4-tertbutylphenyl)benzothiazolato-N,C2’]iridium (acetylacetonate) [(t-bt)₂Ir(acac)]超薄层作为黄光发光层,两个蓝光磷光染料iridium(Ⅲ) bis(4’,6’-difluorophenylpyridinato)tetrakis(1-pyrazolyl)borate (FIr6)和bis[(4,6-difluorophenyl)-pyridinato-N,C2’](picolinate) iridium (Ⅲ) (FIrpic)掺杂层作为蓝光发光层,制备了三元发光层的白光有机电致发光器件。该器件具有三元磷光染料分子协同发光特性,并且利用合适厚度的隔层,将三线态激子束缚在各自激子复合区域内,获得了稳定电致发光光谱,CIE色坐标为(0.29±0.01, 0.34±0.01),处于理想的白光区域。通过器件电学特性的测试,验证了磷光染料在三元发光层器件中电致发光作用的机理,同时结果表明,三元发光层器件由于稳定的激子复合区域而有效减弱了器件效率滚降现象。     

高效、色度稳定的顶发射白光有机发光二极管

顶发射白光有机发光二极管(white organic light-emitting diodes,WOLEDs)因可与有源驱动电路结合实现大开口率和高分辨率,因而在白光照明和全彩显示中有着良好的应用前景．本文制备了红/蓝双磷光发光层的顶发射WOLEDs,通过在红光层与蓝光层间插入电子阻挡层tris(phenypyrazole)iridium(Ir(ppz)₃),降低了对红光掺杂浓度的要求,红光掺杂浓度的提高不仅降低了对制备工艺的要求,提高了工艺可重复性,而且改善了WOLEDs的效率与色度稳定性。分析了色度稳定的原因,优化了红光和蓝光磷光客体的掺杂浓度,制备出发光效率达到7.9 cd·A-1的顶发射WOLED,其色坐标位于暖白光区,在87～2 402 cd·m-2亮度范围内色度很稳定,仅变化(0.006,0.01)。     

白光LED用红色荧光粉Sr2EuxGd1-xAlO5的制备及其发光性质

用高温固相反应法合成了Sr₂Eu_xGd_1-xAlO₅红色荧光粉,研究了荧光粉的晶体结构和发光性质。在紫外光和近紫外光激发下,样品的发射光谱由Eu³⁺的⁵D₀→⁷F_J(J=0,1,2,3,4) 特征发射组成,其中Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F₁(λ=590 nm)和⁵D₀→⁷F₂(λ=622 nm)跃迁发射的强度最大。当Eu³⁺离子的摩尔分数为 0.75时,样品的发光最强。研究结果表明,Sr₂Eu_xGd_1-xAlO₅荧光粉是一种在近紫外芯片白光LED上有应用前景的红光荧光粉。     

TBPe作蓝光材料的双层白色有机电致发光器件的性能

选用一种新型高效的蓝光有机小分子荧光染料TBPe,首次制备了以PVK:TBPe为蓝光发光层和Alq₃:rubrene为橙红光发光层的双层白光有机电致发光器件,器件结构为ITO/PVK:TBPe/Alq₃:rubrene/Mg:Ag。通过适当调节各有机层的掺杂比例和厚度,得到了发光性能比较理想的白光器件。器件在7V左右启亮,而且随着外加电压的变化,色坐标基本保持不变,在外加驱动电压为16V时,器件的亮度为738cd/m²,外量子效率为0.2%。我们还尝试选用本身可以发绿白光,而且兼具电子传输特性的母体材料Zn(BTZ)₂替代Alq₃,器件的最大亮度提高到1300cd/m²,色坐标为(0.32,0.36),更加接近白色等能点,器件其他光电性能也得到了显著地提高。     

Eu2+掺杂CaAlSiN3基氮化物红色荧光粉及其发光性能研究

白光LED作为新一代高效、环保型照明光源,被给予了极高的厚望。目前商业中白光LED主要采用蓝色LED芯片激发黄色YAG荧光粉的方式来实现白光,发光效率能达到理想值,但存在红色光谱区域缺失的问题,造成关键性指标显色指数偏低,限制了白光LED在橱窗照明、医疗照明和投影显示等高品质需求领域的应用。而目前研究较多有关红色荧光粉的光效与稳定性,对红色氮化物荧光粉的宽光谱设计研究尚有待深入探索。采用高温固相法成功制备出了高效宽光谱红色Ca0.992AlSiN3∶0.008Eu2+荧光粉,通过X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪(PL)等测试技术对荧光粉样品的结晶度和发光性能进行了表征分析;基于第一性原理研究了CaAlSiN3∶Eu2+荧光粉的晶体结构和能带结构,研究了Eu2+掺杂CaAlSiN3发光过程中的能量跃迁机理,从其微观性质方面分析探讨了荧光粉的光谱性能;基于蒙特卡罗理论和遗传算法建立了白光封装模型,并结合CaAlSiN3∶Eu2+进行了白光LED应用封装和测试,研究了CaAlSiN3∶Eu2+荧光粉的封装样品的光色特性。研究结果表明,利用高温气压炉合成Ca0.992AlSiN3∶0.008Eu2+材料具有较高的结晶度,且微量的稀土元素Eu掺杂不会破坏其晶体结构,仍具有较好的稳定结构;通过PL光谱测试发现其具有极宽的激发光谱(200~600 nm),能被蓝光或者紫外LED芯片有效激发,当在450 nm波长激发下,荧光粉发出峰值为650 nm的发射光谱,光谱半高宽为91.4 nm,通过晶体的能带分布可知其发射光谱为5条高斯光谱曲线,归结于Eu2+的5d能级向4f能级跃迁, Ca0.937 5AlSiN3∶0.062 5Eu2+荧光粉的能量带隙为3.14 eV的间接带隙,主要是由Ca-3p, Eu-3d, N-2p, Al-3p, Si-3p电子态决定,使得材料发出红色光谱;通过建立白光光谱模型指导实现了白光LED应用封装,采用蓝光LED芯片与Ca0.992AlSiN3∶0.008Eu2+红色荧光粉、β-sialon绿色荧光粉进行组合封装,光谱测试结果与白光封装模型模拟值(Ra=93.93,R9=72.77,Tc=3 400 K)的趋势接近,且获得了高效高显色性的白光LED(η=101 lm·W-1,Ra=92.1,R9=74.9,Tc=3 464 K), Ca0.992AlSiN3∶0.008Eu2+所提供的红光光谱能够有效地提高白光LED的显色指数,同时在LED的发光效率、色温和物理化学稳定性等方面具有极高的价值,是一种很有应用前途的高品质照明白光LED用红色荧光粉材料。     

白光LED用正交相Gd2(MoO4)3∶Dy3+ 荧光粉的制备与发光性能

利用水热法并经过退火煅烧制备了白光LED用正交相Gd₂(MoO₄)₃∶Dy³⁺荧光粉,用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的结构和微观形貌进行表征,利用荧光光谱对其发光性质进行了研究。 在389 nm的紫外光激发下,⁴F_9/2→⁶H_15/2跃迁产生的蓝光发射和⁴F_9/2→⁶H_13/2跃迁产生的黄光发射最强。发光光谱分析结果表明,Dy³⁺的最佳掺杂量为x=16%。此时荧光粉最为接近白光,其色坐标和色温分别为 (0.326, 0.336) 和6 389,是一种很有潜力的白光LED用荧光粉。     

碳点-纤维素复合红色发光材料制备及性能EI北大核心CSCD

白光LED器件作为新一代绿色固态照明光源,已广泛应用于照明、液晶背光等领域,也与智能照明、物联网技术等高新科技产业密切相关。常用的蓝光芯片复合黄光YAG∶Ce^(3+)(Y 3Al 5O 12∶Ce^(3+))荧光粉的白光器件由于缺少红色光谱的成分,导致器件光谱较窄,显色指数较低,色温偏高。因此,红色荧光粉对改善白光LED的光色品质起到了重要作用。本文首先制备了红色碳点(量子效率28%),通过把红色碳点与纤维素复合,制备了红色荧光粉(量子效率为18%)。该红色荧光粉与黄光YAG∶Ce^(3+)荧光粉混合,封装得到暖白光。结果表明,相较于只有黄光YAG∶Ce^(3+)荧光粉封装的LED,红色荧光粉掺杂之后,在460 nm蓝光芯片的激发下,白光LED的色坐标由(0.30,0.33)变化到(0.33,0.35),色温从7396 K下降到5714 K,显色指数从78.2升高到82.9,实现了由色温高、显示指数低的冷白光向色温低、显色指数高的暖白光的调节。     

超低效率滚降顶发射白光有机电致发光器件

利用Ag/tris-（8-hydroxyquinoline） aluminum（Alq₃）/Ag/Alq₃/Ag这一金属/有机半导体多层结构作为阳极,实现了超低效率滚降的顶发射白光器件。在该器件中,我们在蓝光和橙光发光单元之间引入一个薄的4,4′-bis（9-carbazolyl）-2,2′-biphenyl（CBP）层,从而减少橙光发光层与蓝光发光层的Dexter能量传递,用以改善白光器件发光光谱及效率。通过优化微腔设计,实现了对橙光磷光材料发射的调控。最终,我们获得了在60 000 cd/m²亮度下效率滚降仅为17%的顶发射白光器件。在效率方面,虽然顶发射白光器件与底发射白光器件不相上下,但由于微腔效应的存在,顶发射白光器件的效率滚降却远低于底发射白光器件的效率滚降。     

利用发光层梯度掺杂改善顶发射白光有机发光二极管光谱的稳定性

在具有顶发射结构的白光有机发光二极管(TWOLED)中, 稳定的纯白光比较难以实现. 本文在蓝光/红光/蓝光三发光层基础上, 进一步采用了红光层梯度掺杂的方式提高TWOLED的性能. 制备了一系列的梯度掺杂器件, 通过与均匀掺杂器件的对比, 详细分析了梯度掺杂对发光层中载流子漂移以及激子扩散的影响, 解释了白光稳定性提高的物理机理. 此外, 顶发射器件中的微腔效应也是影响白光光谱的一个重要因素, 本文利用微腔理论计算分析了微腔共振对器件光谱的影响.     

高效率有机蓝光和白光电致发光器件

以蓝光材料FIrpic同时掺杂空穴传输层TCTA和电子传输层TPBI,制备了具有双发光层的高效率蓝光器件(D-BOLED),D-BOLED最大发光效率达23.4 cd/A,比单发光层蓝光器件(S-BOLED)提高了约36.8%.这是因为双发光层结构能够更有效地利用扩散到激子复合界面两边载流子传输层的三线态激子.结合基于...     

传统白光LED与远程荧光粉白光LED的发光性能比较

研究了传统白光LED与蓝光激发的球冠形远程荧光粉白光LED在不同电流、不同热沉温度下的发光性能,并对其机理差异展开了探讨。实验结果表明：随热沉温度和驱动电流的上升,传统白光LED的量子效率和电光转换效率急剧下降,并导致其Y/B比（Yellow/Blue Ratio）下降,相关色温上升。而在远程荧光粉白光LED中,其量子效率、光转换效率和相关色温在相同实验条件下变化幅度都较小。由光强空间分布和Y/B比空间分布可知,远程荧光粉白光LED的光强分布呈类似蝠翼分布,且Y/B比空间均匀性远大于传统白光LED。     

碳点-纤维素复合红色发光材料制备及性能

白光LED器件作为新一代绿色固态照明光源,已广泛应用于照明、液晶背光等领域,也与智能照明、物联网技术等高新科技产业密切相关。常用的蓝光芯片复合黄光YAG∶Ce~(3+)(Y_3Al_5O_(12)∶Ce~(3+))荧光粉的白光器件由于缺少红色光谱的成分,导致器件光谱较窄,显色指数较低,色温偏高。因此,红色荧光粉对改善白光LED的光色品质起到了重要作用。本文首先制备了红色碳点(量子效率28%),通过把红色碳点与纤维素复合,制备了红色荧光粉(量子效率为18%)。该红色荧光粉与黄光YAG∶Ce~(3+)荧光粉混合,封装得到暖白光。结果表明,相较于只有黄光YAG∶Ce~(3+)荧光粉封装的LED,红色荧光粉掺杂之后,在460 nm蓝光芯片的激发下,白光LED的色坐标由(0.30,0.33)变化到(0.33,0.35),色温从7 396 K下降到5 714 K,显色指数从78.2升高到82.9,实现了由色温高、显示指数低的冷白光向色温低、显色指数高的暖白光的调节。