白光电致发光二极管用发光材料研究进展

白光电致发光二极管(LED)是固体照明的重要光源.荧光体转换是获取白光LED的主要途径之一.当前,转换用荧光体的研究在发光材料领域中最活跃.本文对近年来白光LED用发光材料新体系的研究进展作了评述.     

高折射率有机硅LED封装材料研究进展

封装材料是LED器件不可缺少的一部分,它将LED芯片保护起来,使其免受环境温度、湿度、辐射和外力等的影响。有机硅LED封装材料具有优异的热、紫外辐射稳定性,同时兼具高透明性、耐冷热循环性以及疏水性等,是较理想的大功率LED封装材料,但由于一般的有机硅封装材料折射率较低,与芯片材料折射率相差大,如何进一步提高有机硅LED封装材料的折射率、以提高光输出效率,是当前迫切需要解决的一个问题,也是相关领域的研究热点。目前,提高有机硅LED封装材料折射率的方法,一般可以分为三种,即分子中引入杂原子、引入硅苯基以及材料中引入无机纳米粒子的方法。本文通过检索近十年的LED封装材料的相关研究报道,分析了其发展变化趋势及分布,综述了国内外高折射率有机硅LED封装材料的研究进展。     

LED汽车前大灯散热器正交优化设计与分析

设计了一种LED汽车前大灯散热器结构,该结构主要由一条通风管和一台无叶风扇组成.在SolidWorks软件中建立该散热结构模型,并导入FloEFD软件进行散热仿真,得到LED结温温度为148℃.提出在通风管中填充矩形翅片和填充蜂窝结构两种改进方案.仿真结果表明,采用两种改进方案后LED汽车前大灯的结温温度分别下降至102.01℃和86.20℃.对填充蜂窝结构方案进行正交优化试验,分析得出影响该系统散热性能的因素依次为:蜂窝等效直径、蜂窝类型、填充长度、壁厚和通风管长度.按照该顺序优化参数值,得到最优散热结构.仿真结果表明,经过正交优化后,LED汽车前大灯的温度降为75.17℃,进一步提高了整体结构的散热性能.最后分析了该结构的基板温度与风速的关系,结果表明当风速低于5m/s时,温度随着风速的增大急剧降低,当风速高于5m/s时,温度下降趋势相对缓慢.     

功率高压LED模组在不同应力下的老化实验

对LED进行应力加速老化实验及分析可以对器件可靠性做出最快、最有效的评估。本文将相同的6V高压功率白光LED分为两组,一组施加180 m A电流应力和85℃温度应力进行高温老化实验,另一组施加180 m A电流应力、85℃高温和85%相对湿度进行高温高湿老化实验。在老化过程中,测试了LED光电参数随老化时间的变化规律。实验结果表明:高温大电流应力下的样品的光退化幅度为0.9%~3.4%,高温高湿大电流应力下的样品的光退化幅度为25.4%~27.8%,高温高湿下样品的老化程度远高于高温老化下样品的老化程度,湿度对LED可靠性有显著的影响。退化的原因包括荧光粉的退化和器件内部欧姆接触退化等。     

LiGd(W_yMo_(1-y))_2O_(8-x/2)F_x∶Eu~(3+)红色荧光粉的制备和发光特性

采用高温固相法制备了LiGd(W_yMo_(1-y))_2O_(8-x/2)F_x∶0.4Eu~(3+)(x=0~1,y=0~1)系列白光LED用红色荧光粉。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、荧光光谱仪对荧光粉的形貌、结构、光学性能进行了表征。结果表明,Eu~(3+)、F-和WO_4~(2-)的掺杂没有改变LiGd(MoO_4)_2的四方晶系白钨矿结构;F~-和WO_4~(2-)最佳掺杂量分别为x=0.6,y=0.4。在396 nm激发下,LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6))_2O_(7.7)F_(0.6)∶0.4Eu~(3+)的发光强度比未掺杂样品提高了60%,量子效率可达66.23%。当温度升高至100℃时,样品的发射强度降为25℃时的76.6%。在460 nm激发下,样品的最强窄带发射峰位于617 nm处,归属于~5D_0→~7F_2跃迁,色坐标为(0.649 9,0.346 3)。5D0能级的荧光寿命曲线遵循单指数规律衰减,随着F-掺杂浓度的增加,5D0能级的荧光寿命不断增加,归因于低声子能量的F-掺入有效减小了能量的无辐射跃迁概率。所制备的LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6))_2O_(7.7)F_(0.6)∶0.4Eu~(3+)荧光粉有望应用于白光LED。     

三基色白光LED的司辰节律因子研究

采用司辰节律因子模型,通过计算三基色白光LED光源在不同工作电流下的司辰节律因子,对可调色温的三基色白光LED光源进行非视觉效应研究。为了获取与自然光非视觉效应类似的LED白光,建立了司辰节律因子和相关色温分别相对于工作电流的关系模型,从而已知自然光的司辰节律因子和相关色温,就可以确定三基色LED的工作电流。通过测试一天内不同时刻的自然光光谱,根据上述模型推算出了三基色LED的工作电流。在所推算的三基色电流下,测试了白光LED光谱参数并计算了相应的司辰节律因子。与自然光司辰节律因子的对比结果表明,理论值和实验值的误差在1.1%以内,证实该方法具有可行性。本文所呈现的方法对于利用三基色白光LED模拟自然光具有一定的指导意义。     

基于多元通讯集中控制器的LED植物促生长智能照明控制系统

LED可以高效地释放特定波长的光线,促进植物光合作用;然而市场上较多采用的植物生长灯缺乏系统化的控制,订制成本高,可靠性和灵活性低;为了解决这些问题,开发了一套LED植物促生长智能照明控制系统;该系统采用集中分布式的架构,拓展了可控制的地域范围和优化了系统的响应能力;特别是系统采用了多元通讯模式,巧妙地融合了多种数据传输方式,其中包括多种远程通讯和局域网络通讯,极大地提高了控制系统的灵活性和可靠性;在该模式下,控制设备中嵌入了可配置的优先级列表,集中控制器实时检测并动态地选择高优先级且连接状态良好的通讯方式;在局域无线组网通讯中,提出了一套具有自愈和自维护功能的系统组网策略,极大地提高了下行网络的稳定程度;最后搭建了实验平台,测试了相关功能,试验结果良好;该控制系统具有高可靠性和高灵活性的特点,适应多种农业现场状况,拥有良好的市场潜力。     

面光源矩形匀光照明反射器数学建模分析

通常反射器照明器件结构对面光源出射光线难以有效控制,用透镜又存在不可避免的色散问题。采用面光源置于反射器杯口,出光面背对目标面的结构,提出一种分点、分区控制光线的自由曲面反射器的设计方法。利用有限元法划分面光源,将微面光源视为点光源,根据矩形匀光照明配光条件,建立面光源与目标面的能量对应关系。根据微分几何理论和Snell定律,建立反射器的数学模型,只要给定参数,无需进行反馈优化,即可用Matlab软件给出自由曲面反射器的数值解。以台灯照明为例,用光学设计软件对其性能进行了模拟应用分析,结果表明,在有效照明区域内均匀度可达到80%以上,光能利用率达到90%。     

一种新型的单色高亮度LED物屏

本介绍一种新型的单色LED物屏。该物屏具有成像清晰、造价低廉、制作方便的特点。     

M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5(M=Ca,Sr,Ba,Ln=La,Gd,Lu)红色荧光粉发光性质的研究

用高温固相反应法合成了M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5(M=Ca,Sr,Ba,Ln=La,Lu,Gd)荧光粉,研究了荧光粉的发光性质。在紫外光和近紫外光激发下,样品的发射光谱由Eu~(3+)的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)特征发射组成。其中Eu3+离子位于590 nm附近的5D0→7F1和位于620 nm附近的5D0→7F2跃迁发射的强度最强。荧光粉的激发光谱都是由O~(2-)-Eu~(3+)电荷迁移带和Eu~(3+)的f-f跃迁构成的。M_2Eu_xLa_(1-x)AlO_5(M=Ca,Sr,Ba)的O2--Eu~(3+)的电荷迁移带的峰位按Ca、Sr、Ba顺序向长波方向移动。研究了用La、Gd和Lu替代M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5中Ln的位置对样品发光的影响。给出了Eu~(3+)浓度对发光强度的影响。分析了M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5和M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5的荧光寿命。