采用复合母体的高效高显色指数白光有机发光二极管

采用复合母体技术制备了一种高效率高显色指数白光有机发光二极管。驱动电压在8 V到12 V变化时,器件的CIE-1931色坐标由(0.343 2, 0.339 7)变化到(0.324 3, 0.321 8),相关色温由5 035 K变化到5 915 K,其显色指数均保持在90以上。器件在14 V时达到最大亮度,为27 853 cd/m²,在7.5 V时达到最大效率为9.58 cd/A。实验中通过调节绿色和红色发光层的厚度来调节器件的发光光谱,通过敏化绿色和红色发光成分以实现电致发光效率的提高,器件的最大效率比没有采用敏化机制的参比器件提高了73.6%。     

空间材料抗原子氧有机涂层防护作用的光谱分析

用Fourier变换红外光谱(FTIR)、光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对在模拟原子氧(AO)环境中,空间材料及在其表面涂覆的有机防护涂层的表面所发生的侵蚀与防护作用进行了研究。结果表明：采用环氧树脂、聚胺脂、醇酸树脂作为防护涂层,经AO辐照后,它们的表面形貌均发生了较大变化,腐蚀严重;而用有机硅涂层的表面形貌变化却甚小,具有较明显的防护效果。光谱分析表明,这种防护作用缘于有机硅涂层表面经AO辐照后生成了致密的氧化硅膜层,对抑制AO的进一步侵蚀起到了抑制作用。     

白光LED的最新进展

重点对近年来白光LED的进展进行评述,同时介绍一些在这方面的研究结果。     

有机导电复合材料聚苯胺/聚乙烯醇的光谱分析

采用原位聚合方法合成了聚苯胺／聚乙烯醇导电复合材料。研究了反应体系中聚苯胺的含量对复合材料电导率的影响,获得了较佳的聚合反应条件,并且通过红外、紫外和荧光光谱等对复合材料的结构、光电性能及导电机理进行了表征和分析。     

高显色指数白光LED光源的研究

根据光源混合原理和模拟黑体轨迹的Chebyshev法,推导了三通道脉冲宽度调制(PWM)占空比与色坐标、光通量、相对色温之间的关系式,同时确定调光约束条件。在上述推导公式基础上,设计出一种智能调光控制系统,该系统通过手机客户端分别控制暖白/绿/蓝3种LED光源模组,实现高显色指数R_a下混合白光的调光调色。实验结果表明:设置光源色温为3 600 K时,光通量在600 lm之内,设定值与测试值最大误差为0.74%;当光源光通量设定为300 lm时,色温在[3 200, 7 600]之间连续可调,其最大误差为1.82%,且光通量波动小于4%;混合光源具有较高的显色指数,在调光范围内,一般Ra在90以上,最大可达95.3。     

有机光电磁功能材料

有机光电磁功能材料是新一代材料。文章简要介绍了有机半导体、光导体、光致变色与电致变色材料、有机非线性光学材料、有机导体、超导体、导电高分子，以及有机铁磁材料和有机分子电子器件。     

有机功能材料的进展

介绍了新学科－－有机功能材料的发展动态，分析了此学科兴起的原因，具体说明了下述7个方面的进展：（1）有机发光；（2）有机场效应管；（3）塑料电子学；（4）有机激光；（5）量子霍尔效应；（6）有机超导；（7）有机光生伏打效应。最后指出该学科存在的问题。     

稀土有机电致发光器件

我们研制了用有机材料Tb(AcA)3·phen作为发射层的绿色发光二极管,两层结构为玻璃衬底ITO/芳香族二胺类衍生物TPD/Tb(AcA)3·phen/A1。各功能层均用真空热蒸发的方法制备。在正向直流偏压驱动下获得了Tb3+的特征发光,同时还发现一个峰位425um的蓝光发射,它来源于空穴输运层TPD。在室温条件下器件的阈值电压为4V,当驱动电压提高到16V时,器件的最高发光亮度达到200cd/m2,同时在相同条件下制备了结构为玻璃衬底ITO/芳香族二胺类衍生物TPB/Tb(AcA)3·phen/A1的器件,通过对两种器件光谱及电学特性的测量、比较与分析,探讨了有关稀土有机电致发光的发光机理等问题。     

有机及聚合物材料的电致发光

有机和聚合物材料电致发光是近几年来取得突破性进展而倍受关注的新兴研究领域。它们的电致发光薄膜器件激发电压低，易得到彩色显示，发光效率高，而且器件薄易实现大屏幕平板化，综述这类薄膜电致发光的发光原理、发光材料、器件的制备方法及在发光机理研究方面取得的最新进展。     

有机电致发光材料与器件

简要介绍了有机电致发光器件的结构、电致发光机理、可用作电致发光材料的种类以及存在的一些问题，简述了电致发光材料及器件的研究现状及对未来的展望。     

基于偏最小二乘回归的荧光粉涂覆型白光LED的光谱预测研究

为了更便捷高效地对荧光粉涂覆型白光LED的发光光谱进行预测,利用GaN蓝光LED芯片与杭州萤鹤光电材料有限公司的YH-S525M绿色荧光粉和YH-C640E红色荧光粉进行实验样品的制备。分别测量其单色荧光光谱,测得蓝光芯片的发射峰波长为453 nm,选用的红色和绿色荧光粉的发射峰波长分别为631和526 nm。制备红色和绿色荧光粉通过AB胶混合并涂覆于蓝光芯片上的LED实验样品,红粉/绿粉质量比设置为1∶3,1.2∶3,1.4∶3,1.6∶3,1.8∶3,2∶3,红粉混胶后的浓度为7%,9%,11%,13%,15%,17%。每组质量比和混胶浓度条件下的样品制备3~5份,利用杭州远方色谱有限公司的HAAS-2000高精度快速光谱辐射计测试样品的发光光谱,并进行蓝峰归一化处理得到共36组光谱数据。将白光光谱视为蓝色,绿色和红色三种单色荧光光谱的线性叠加,蓝色和红色峰项直接选用对应的发射谱,而绿色峰项选用两个高斯线型方程拟合,系数均由强度决定。通过循环搜索算法,分别计算36组实验条件下的模型参数最优值,对拟合结果进行优度检验,R2的范围为99.33%~99.88%。然后运用偏最小二乘回归方法建立荧光粉质量比和浓度与模型参数间的回归方程,最终得到一种能够精确预测两种荧光粉混合涂覆的白光LED发光光谱的新方法。用一组新制备的样品测得的光谱功率分布进行预测效果检验,得到的预测光谱相对于实测光谱的拟合优度为99.62%,证明该方法的预测效果良好。该研究建立的预测模型从该类型的白光LED的发光机理出发,分析发光时两种荧光粉之间的相互作用,并引入绿色荧光谱线的展宽效应,更加简单有效地建立起两种荧光粉的质量比和混胶浓度与白光光谱间的数学关系。该方法具有更好的普适性,为荧光粉涂覆型LED的光源参数优化提供了一种新的思路。     

可调谐地物光谱辐射源研究

介绍了一种以半导体发光二极管(LED)和溴钨灯为光源的光谱可调谐地面景物光谱辐射源,及其系统结构和控制系统设计。利用地物光谱辐射源模拟了大量不同地物光谱,在控制系统中建立了地物光谱数据库,引进了改进型遗传算法匹配出了光谱数据库中的500余种地物光谱。进而详细分析了几种典型地物的光谱匹配相似度,平均光谱匹配误差以及全波段,红,绿,蓝和近红外波段光谱匹配相似度。目标辐亮度为50W·(m2·sr)-1时,地物光谱辐射源平均光谱匹配误差在10%以内,最低可达6.0%;全波段光谱匹配相似度高于0.895,最高可达0.983;对于同一景物光谱红、绿、蓝和近红外波段(特别是绿光和近红外波段)光谱匹配相似度低于全波段,绿光和近红外波段光谱匹配相似度与红光和蓝光波段相比,最大低幅为50%。地物光谱辐射源能够用于光学遥感器的辐射定标,能有效解决光学遥感器的工作目标与定标光源光谱不匹配造成的定标误差。     

黑土反射光谱特征影响因素分析

以黑土高光谱反射率为研究对象,运用去包络线处理、光谱角度/特征匹配方法,分析黑土反射光谱特征主要影响因素。结果表明, 成土母质决定了土壤反射光谱的基本特征;有机质是小于1 000 nm范围黑土反射光谱特征的决定因素,同时由于有机质与土壤水分、机械组成的相关关系,间接影响着大于1 000 nm的波谱范围;土壤光谱反射率随含水量的变化过程可以用三次方程模型进行定量描述;铁对黑土反射光谱特性影响较小;粗糙度主要影响土壤反射率的大小;秸秆覆盖对土壤反射率大小与形状特征的影响均较大;不同耕作措施土壤反射率大小依次为免耕、翻耕、组合、少耕、旋松。     

Synthesis of novel Dy activated phosphate phosphors for NUV excited LED

The new trivalent dysprosium activated X₆AlP₅O₂₀ (where X=Sr, Ba, Ca and Mg) phosphors were prepared by the combustion method. The prepared phosphors are characterized by XRD, photoluminescence and SEM techniques. Excited by 350 nm near-ultraviolet (NUV) light, the phosphors show an efficient blue and yellow band emissions, which originates from the ⁴F_9/2→⁶H_15/2 and ⁴F_9/2→⁶H_13/2 transitions of Dy³⁺ ion, respectively. The excitation spectra of the phosphors are broadband extending from 340 to 400 nm, which are characteristics of NUV excited LED. The effect of the Dy³⁺ concentration on the luminescence properties of X₆AlP₅O₂₀:Dy³⁺ (where X=Sr, Ba, Ca and Mg) phosphors is studied. Ca₆AlP₅O₂₀ phosphors show strong PL emission intensity around 25 times more as compared to Ba₆AlP₅O₂₀, Sr₆AlP₅O₂₀ and Mg₆AlP₅O₂₀ phosphors. The investigated prepared phosphors are suitable for a NUV excited LED.     

基于LED背光源区域控制的LCD系统色域分析

介绍了液晶显示(LCD)系统普遍使用的色域计算方法。针对LCD系统的色域主要由背光源的光谱特性、彩膜的光谱透过率特性和液晶面板的特性三个方面的因素决定,采用LED作为背光源来提高系统整体的色彩表现能力,利用色度学的方法,通过对LED背光源光谱的分析计算,比较了有无区域控制的背光源经过彩膜后系统色域的大小,并分析了液晶面板对比度的变化分别对两种模式下背光源色域的影响情况。分析和计算结果表明：采用区域控制的LED背光源可以改善由于彩膜性能的不完善所引起的再现三基色色彩饱和度降低的现象,同时该模式下系统色域受液晶面板对比度变化的影响很小,即降低了系统色域对彩膜性能和液晶面板性能的要求,因此对于提高现有LCD系统的色域具有非常重要的意义。     

有机层厚度变化的有机电致发光器件与微腔器件光谱分析

设计中心波长为520nm,改变有机层厚度,即空穴传输层NPB和发光层Alq3的厚度,分别由10nm逐渐增加至100nm,器件的总体厚度也随着改变,分别计算模拟出有机电致发光器件(OLED)和微腔有机电致发光器件(MOLED)的电致发光谱(EL),并对光谱的积分强度、峰值强度、半峰全宽、峰值位置的三维分布图进行比较分析。综合考虑光谱的峰值位置(中心波长)、最大的峰值强度和积分强度(与亮度、效率相关)、最小半峰全宽(色纯度高)进行合理的设计,可以找到最佳厚度。发现:NPB和Alq3的厚度分别为70和62nm时,器件性能最佳,并且微腔器件的结果尤为明显。结果表明,通过模拟计算,可以深入探索MOLED和OLED发光特性,设计出合理的器件结构。     

若干具有[(PO4)2Mo5O15]簇骼的化合物的光谱研究

本文对所合成的具有 [(PO4 ) 2 Mo5O1 5]簇骼的 3种新颖的有机 磷钼酸盐簇合物(NH3CH2 CH2 NH3) 2 5[(PO4 ) (HPO4 )Mo5O1 5]·7 5H2 O (Ⅰ ) ,(H3NCH2 CH2 NH3) 3·[(PO4 ) 2 Mo5O1 5]·3H2 O (Ⅱ )和(H3NCH2 CH2 NH3) 2 ·[Cu(en) ][(PO4 ) 2 Mo5O1 5]·5H2 O (Ⅲ )用FTIR ,NIR Raman ,紫外 可见漫反射光谱 (UV VisDRS)和荧光光谱等研究手段 ,对其进行光谱研究 ,探讨其结构和性能的关系。在这些化合物中 ,化合物Ⅰ和Ⅱ具有孤立的 [(PO4 ) 2 Mo5O1 5]簇骼基元 ,而化合物Ⅲ的 [(PO4 ) 2 Mo5O1 5]簇骼基元是由 [Cuen]基团桥联成链 ;磷钼酸盐的特征振动频率和这些化合物的结构相关 ;UV VisDRS显示 ,在 2 0 0和 2 6 0nm左右有两个杂多化合物的特征吸收谱带 ;化合物的稳态荧光光谱中 ,观察到以 2 4 0nm激发 ,在大约 4 0 0nm附近出现的由金属氧簇Oμ→Mo跃迁激发所引起的较强的发射峰 ,在化合物 (Ⅲ )中 ,还观察到通过 [Cuen]的荷移跃迁的以 5 70nm激发所产生的 6 0 4nm的发射峰。     

硅基纳米柱GaN-LED的制备与光谱特性分析

Ⅲ-Ⅴ族氮化物发光二极管因具有寿命长、尺寸小、高效、节能等优点,得到广泛的研究与应用。随着光通信、万物互联等领域的进一步发展,需要开发高质量的微纳光源和微纳光波导。纳米柱氮化镓发光二级管(GaN-LED)是一种重要的微纳光源,具有广阔的应用前景。另一方面,作为应用最广的硅半导体材料本身并不是直接半导体,发光效率低下而不能作为光源使用。因此,研究基于硅基板的纳米柱GaN-LED微纳光源具有非常重要的意义。采用射频分子束外延技术（MBE）在Si基板上沉积并生长具有GaN缓冲层、Si掺杂的n-GaN层、4个周期的InGaN/GaN量子阱层和Mg掺杂的p-GaN层的GaN基PN结构。利用扫描电子显微镜（SEM）观察其表面和侧面形貌,可观察到以一定的倾斜角度生长于衬底表面、排列紧密且整齐的纳米柱。利用微纳加工技术制备纳米柱GaN-LED,对已获得的纳米柱外延片进行SOG填充、FAB刻蚀,在p-GaN层和Si衬底侧蒸镀电极,并对LED两电极施加直流电压,进行I/V曲线和电致发光（EL）特性的测试。纳米柱GaN-LED的阈值电压为1.5 V,在室温下的峰值波长为433 nm。纳米柱结构可有效减小LED的阈值,在相同电压情况下,纳米柱LED的亮度更高,展现了良好的发光特性。GaN纳米材料与体材料相比,纳米结构中存在应力弛豫可以有效地降低位错密度,尺寸小于光生载流子或激子的扩散长度,因而能够减小光电子器件激活层中的局域化效应。通过TCAD仿真,对与实验结构相同的纳米柱GaN-LED两电极分别施加5,6和7 V的电压,可得到纳米柱LED的发光光谱。仿真结果显示纳米柱GaN-LED的发光波长在414～478 nm之间,发光颜色为天青蓝到蓝紫色之间,峰值波长为442 nm,发出鲜亮蓝色的光,与实验获得的EL光谱结果相近。随电压增大,发光光谱峰值波长减小,出现轻微的峰值波长蓝移。在纳米柱结构中InGaN/GaN区域产生强烈的极化效应,纳米柱结构在量子阱区域的载流子浓度增加,削弱了量子限制斯塔克效应,从而使LED波长峰值向高频率移动即蓝移。其次,纳米柱结构能够引起应力释放,也会引起峰值波长蓝移。     

基于光谱成像与光谱分析的壁画鉴赏研究

针对壁画鉴赏中对科学分析方法的需求,根据光谱成像及光谱分析方法在壁画处理中的特点与优势,重点讨论了光谱成像技术在壁画鉴赏处理中的应用,其可以辅助传统的专家经验鉴定方法,提供更丰富客观的画作信息,实现作品的鉴赏分析。光谱成像与分析方法是一类重要的科学分析方法,因其具有非接触、破损少甚至无破损、科学、准确、可量化等特点,可应用于壁画修复、信息提取、颜料分析、特征增强、鉴赏分析等。首先,从技术实现角度出发给出具体的鉴赏应用方向。然后,基于光谱特征分析、主成分分析、独立分量分析、相关性判别、人机交互处理等方法,对实际观测的韩休墓壁画进行实验处理,验证技术应用的实验效果,最后,结合应用实验提出包括规范化采集、图谱特征分析、图谱处理系统等关键技术还需进一步解决。实验结果表明,利用光谱成像分析技术可以实现壁画颜料信息的判读,隐藏信息的提取、弱信息的增强,不同属性的分类识别,同时,还可以综合特殊需求,开展画作图谱探索性研究,如壁画处理中的涂改小孩分析、画作修复等。     

多基色混合白光LED显色性优化研究

为优化多基色混合白光LED的显色性,得到色彩生动的白光LED照明效果,以评价饱和红色的特殊显色指数R₉为研究对象,通过多基色光源混合白光LED的光谱功率分布的高斯数学模型,选取峰值波长λ_m、半波宽Δλ和幅值A为基色光源光谱功率分布的主要参量,并以“蓝光芯片+YAG黄色荧光粉”和“红、绿和蓝基色LED”为分析模型分别进行二基色和三基色混合白光LED显色性研究,讨论两种基色混合情况下三个参量对混色白光LED的显色性R₉贡献。结果表明：为使多基色混合白光LED的显色性更好,首先确定光源S1的峰值波长λ_m1、半波宽Δλ₁及幅值A₁;然后设定其他基色光源幅值A_i以求此条件下峰值波长λ_mi和半波长Δλ_i取值范围;最后在求得的峰值波长λ_mi和半波长Δλ_i取值范围,反求基色光源的最佳幅值A_iopt,从而使多基色混合白光LED的显色性达到最佳效果。该方法对分析基色混合白光LED的显色性具有理论参考价值。