碳热还原法合成LaSi_3N_5∶Ce~(3+)蓝色荧光粉及其发光性能研究

利用碳热还原法制备了LaSi_3N_5∶Ce~(3+)蓝色荧光粉,重点研究了原料中掺C量和退火对样品纯度及发光性能的影响。通过X射线衍射仪和荧光光谱仪分别表征样品的晶体结构和发光性能。研究结果表明:1 600℃时能够合成主相为LaSi_3N_5∶Ce~(3+)的荧光粉。在360nm紫外光激发下样品可获得波段范围在380~600nm的单峰宽带发射谱,归结于Ce~(3+)的5d-4f的能级跃迁。当n_C/n_(La)=4/1时样品发光强度达到最大,并且光谱出现先红移后蓝移的现象。经过退火的样品的发光强度与退火前相比提高了60%~345%。将热处理后的n_C/n_(La)=4/1的样品与商用YAG混合涂覆在UV芯片上(λ_(em)=365nm)封装成WLED,证实了LaSi_3N_5∶Ce~(3+)在白光LED领域潜在的应用价值。     

微量元素掺杂对LED用红色荧光粉(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+长期性能的影响

(Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺红色荧光粉在热性能和长期使用性能等方面还有一定差距,导致制成的白光LED在长期工作状态下发生光衰和色标漂移,影响了白光LED的品质。为解决这一问题,将微量碱土金属离子和稀土金属离子掺入(Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺中,研究其对(Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺红色荧光粉热性能和长期使用性能的影响。实验结果表明:Li⁺-Dy³⁺、Li⁺-Ho³⁺等碱土金属-稀土金属离子对(Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺红色荧光粉的光衰性能有较明显的提升,同时也显著减小了制灯后长时点亮的色漂移。     

构成白光LED的单色光对中国淡彩绘画色彩的影响

为得到构成白光LED光谱的主要单色光对中国传统淡彩绘画色彩的影响规律,确定不同波长单色光对绘画色彩的量化损伤程度,进而根据研究结果得到最低损伤白光LED的光谱功率分布,以构成白光LED光谱的4种主要单色光作为实验光源,分组照射中国传统淡彩绘画模型试件。在每个照射周期后,对试件的色彩参数进行检测,根据检测数据绘制主波长、兴奋纯度、亮度3个参数随总曝光量积累的衰变曲线,基于曲线分析得到各种淡彩绘画颜料在光照下的色彩衰变规律,并根据实验数据计算得到4种单色光对绘画色彩主波长的影响关系为482 nm∶510 nm∶583 nm∶650 nm=8 147∶9 067∶9 772∶9 121;对兴奋纯度的影响关系为482 nm∶510 nm∶583 nm∶650 nm=89 446∶85 250∶76 895∶69 229;对亮度的影响关系为482 nm∶510 nm∶583 nm∶650 nm=137∶238∶190∶177。     

基于色差分析的中国淡彩绘画保护性照明光源

为得到博物馆照明光源对中国传统淡彩绘画的色彩影响规律,并确定不同类型中国传统淡彩绘画的最低损害光源,以3种博物馆典型照明光源作为实验光源,分组照射中国传统淡彩绘画模型试件,对模型试件的CIE LAB色度数据进行周期性测量。基于实验数据计算不同周期色差变化值,并绘制色差随曝光量的周期性衰变曲线。进而对色差值变化数据进行回归分析,拟合得到不同光源对4种淡彩绘画颜料的相对影响函数公式,提出不同光源对各类型淡彩绘画的相对影响系数。结果表明：3种照明光源对工笔淡彩绘画的影响系数为K_金卤灯：K_卤钨灯：K_WLED=1.00：0.92：0.84;对小青绿淡彩绘画的影响系数为K_金卤灯：K_卤钨灯：K_WLED=2.05：1.71：1.65;对水墨淡彩绘画的影响系数为K_金卤灯：K_卤钨灯：K_WLED=1.17：0.94：0.91。在淡彩绘画照明保护性照明光源选择时,应选择RYGB型WLED光源。     

一种新型的白光LED用绿色荧光粉Ca_8MgLu(PO_4)_7∶Tb~(3+)

采用高温固相法合成一种单一纯相绿色荧光粉Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+,通过X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PLE,PL)和荧光寿命曲线研究了Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+的发光性能。Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+能被378nm的近紫外光激发,Tb3+发生5D4-7F5跃迁发出绿光,色坐标为(0.324,0.592)。Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+的量子效率可达84%,热猝灭性能良好:在150℃和200℃的发光强度积分分别是25℃的90.71%和86.36%。研究结果表明Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+是一种理想的适于NUV-LED芯片激发的白光LED用绿色荧光粉。     

植物照明用荧光粉转换白光二极管的研究

LED具有效率高、体积小、功耗低、寿命长等优点,并且因其具有可轻易实现宽幅光谱调控的特性,在植物照明领域崭露头角。植物照明用LED分为两大类,一类是单色光LED,另一类是白光LED,其中植物照明用白光LED可与单色LED混合或者单独使用从而实现植物补光照明。植物封装用白光LED大部分采用蓝光LED芯片或紫外LED芯片和荧光粉组合实现,即荧光粉转换型白光LED,但是光谱集中于可见光偏蓝,对植物进行光合作用的效率不明显。植物对于光的吸收不是全波段的而是有选择性的,基于植物光合作用吸收光谱的特殊性,将白光LED光谱的显色性能作为评判其光谱是否适合植物生长所需的光质的标准,其平均显色指数Ra,特殊显色指数R9(饱和红光),R12(饱和蓝光)被考虑选择为植物照明用白光LED的主要性能评价参数。为设计出植物进行生长发育所需要的、性能良好的能应用于植物照明领域的白光LED,选用常见商用YAGG为绿色颜色转换材料,选用(Sr, Ca)AlSiN₃为红色颜色转换材料,并用传统高温固相法制备了系列光谱可调的(Sr, Ca)AlSiN₃荧光粉,并进行了光谱性能分析。通过将搭建好的LED结构模型导入光学仿真软件并分别引入绿色荧光粉颗粒、红色荧光粉颗粒以及蓝光芯片的特性参数,在Lighttools中分别建立了单蓝光LED芯片(450 nm)和双蓝光LED芯片(450+470 nm)激发(Sr, Ca)AlSiN₃和YAGG荧光粉组合,实现了白光LED的光学仿真模型,研究了两种激发模式下仿真得到的不同色温白光LED的光谱功率分布及其显色性能。用蓝光LED芯片、(Sr, Ca)AlSiN₃以及YAGG荧光粉组合进行了单芯片和双芯片显色性能差异的封装验证。通过将Sr_0.8Ca_0.12AlSiN₃∶0.08Eu2+和YAGG荧光粉的混合物点涂在双蓝光LED芯片上进行了白光LED的封装制备,获得了Ra=91.2,R9=96.1,R12=78.9,光谱辐射光效LER=126 lm·W-1的高效高显色白光LED其含有植物生长所需要的蓝光和红光。     

Obtain full visible spectrum light-emitting diode illumination via bismuth-activated cyan phosphors

Developing highly efficient cyan-emitting fluorescent materials is essential to bridge the cyan gap in phosphor-converted white light-emitting diodes for full-spectrum white illumination. Here, a Bi-doped cyan phosphor has been reported to solve this gap. The phase purity, photoluminescence emission/excitation spectra, concentration quenching, lifetime decay curves, and temperature-dependent photoluminescence emission spectra were systematically investigated. SrLaGaO₄:Bi³⁺ exhibits a broad excitation band (250–400 nm), which matches with the emission of a commercial near-ultraviolet light-emitting diode chip. The cyan light peaked at 475 nm is observed, which is attributed to the ³P₁→¹S₀ transition of Bi³⁺. The thermal quenching experiment was performed, and the activation energy was calculated as 0.36 eV. Finally, full-spectrum white light-emitting diode devices were fabricated using SrLaGaO₄:Bi³⁺ phosphors, commercial blue BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ phosphor, green (Ba, Sr)₂SiO₄:Eu²⁺ phosphor, and red CaAlSiN₃:Eu²⁺ phosphor, which displayed an International Commission on an illumination coordinate of (0.3732, 0.3850), a correlated color temperature of 4290 K, and a color rendering index of 93.2 at a drive current of 20 mA. This result indicates that SrLaGaO₄:Bi³⁺ plays an essential role in bridging the cyan gap, providing new inspiration for applying cyan-emitting phosphors in full-spectrum white lighting.     

CdSe/CdS核壳量子点复合材料合成及其在白光发光二极管中的应用

采用有机化学合成法,利用正三辛基膦(TOP)辅助的快速注入生长方法,改进传统的制备工艺,实现了CdSe/CdS厚壳层核壳(8.6 ML)量子点复合材料的合成制备,并对所合成的核、核壳量子点及其复合材料的晶格结构、形貌特点与发光性质进行了XRD、TEM、SEM、UV-Vis、PL表征和红光补偿效果测试。测试结果表明,CdSe核具有立方纤锌矿晶格结构;CdSe/CdS量子点复合材料直径为45~75μm,呈菱形规则形貌,且颗粒分散性良好。采用该方法,可以提高量子产率,产率由4%(CdSe核)升至48%(CdSe/CdS核壳量子点);可以增强激子态发光能力,CdSe/CdS核壳量子点复合材料的荧光强度约为CdSe核的13倍。将该材料与YAG∶Ce~(3+)黄色荧光粉组合应用,获得了高光效(148.29 lm/W)、高显色指数(Ra为90.1,R9为97.0)的白光发光二级管,表明按照上述方法获得的CdSe/CdS核壳量子点复合材料在白光发光二极管中深红光波段具有较好的补偿效果。     

基于量子点荧光粉白光LED的发光特性和稳定性研究

基于量子点荧光粉白光发光二极管（WLED）是由蓝色GaN芯片和发红光及绿光的CdSe／CdS／ZnS量子点（QDs）组成。因为CdSe量子点的发射波长可在510~620nm之间调节,导致了其色坐标和色差的可变。采用的CdSe量子点是在制备无机前驱体和非配位溶剂的基础上通过合成方法得到的。实验证实温暖和寒冷白光辐射是由于色温在40009000K区间变化;不同的偏置电压导致了颜色坐标的变化,增加工作时间在90min内对白光发射的稳定性进行分析得到稳定光谱。     

新型WLED荧光粉Ca2MgSi2O7:Ce3+,Eu2+的能量传递和光色研究

用高温固相法制备了 Ca2 MgSi2O7:Ce3+,Eu2,并研究其发光特性.Ce3+的发射带峰值位于410 nm,对应于Ce3+的5d→4f跃迁;Eu2+的发射带峰值位于530 nm,对应于Eu2+的5d→4f跃迁.双掺样品的发射光谱表明两种离子间存在高效的电偶极-电偶极能量传递.当Ce3+和Eu2浓度分别为2％和0.125％时,样品发射光谱(λex=360 nm)色坐标为(0.221,0.312),落在白光区.以上研究说明Ca2 MgSi2O7:Ce3+,Eu2+是一种适用于近紫外芯片的新型WLED荧光粉,其光色可调谐.