SPS制備LED用高顯指熒光玻璃及性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、白光LED作為第四代“綠色”照明光源,有著節(jié)能、環(huán)保、高效、響應時間短、壽命長、易封裝應用等優(yōu)點,應用前景十分廣闊,深受廣大科技工作者的重視,成為當前比較受矚目的研究熱點之一。實現LED白光轉換技術之一就是將能夠有效激發(fā)熒光粉的芯片與熒光粉進行結合,利用不同顏色的可見光組合成白光LED。盡管白光LED技術已經得到了很大的發(fā)展,并且已經在很多領域獲得了應用,但是仍然存在以下兩個方面的問題丞待解決:(1)芯片發(fā)熱量大導致有機基質老化;(2)

2、顯色指數不夠高。傳統(tǒng)方法是將熒光粉封裝在硅膠或者樹脂等有機基質中,但是隨著芯片發(fā)光散熱,使有機基質老化泛黃,從而影響光效性質,將熒光粉固化在無機基質中來代替有機基質而不失成為一種解決辦法。目前將能夠有效激發(fā)黃色熒光粉(YAG:Ce3+)的藍光芯片與黃色熒光粉組合而成的LED已經得到了廣泛的應用和發(fā)展,但是這種LED所產生的白光由于缺少長波長的紅光而使其顯色指數不是很高,限制了其在室內照明、醫(yī)療領域的應用。綠色/紅色熒光粉的添加可以使顯色

3、指數達到80以上,對改善LED的顯色指數有顯著作用。因此解決有機基質老化問題并提高LED的顯色指數對于LED技術的應用具有重要的現實意義。
  針對上述問題,本課題提出了SPS固相燒結制備LED用高顯指熒光玻璃的研究思路,具體研究工作如下:
 ?。?)利用綠色熒光粉(LuAG:Ce3+)與合成的介孔二氧化硅粉體(SBA-15)為原料,采用放電等離子體(SPS)燒結技術,以100℃/min的升溫速率升溫到1050℃并保溫3mi

4、n的最佳燒結制度制備出高度透明的綠色熒光玻璃材料,并對其進行了燒結工藝、物相結構以及光學性能研究。XRD、ESEM結果表明其主體相是玻璃相,熒光粉在玻璃基質中均勻分布,無其他雜相。光學性能表明,在470nm有強吸收峰,在此波長激發(fā)下發(fā)出520nm的綠光,相對量子產率高達83%。
  (2)利用不同波長范圍的紅色熒光粉(CaAlSiN3:Eu2+)與SBA-15粉體,采用放電等離子體(SPS)燒結技術,以100℃/min的升溫速率升

5、溫到1050℃并保溫3min的最佳燒結制度制備出紅色熒光玻璃材料,并對其進行了燒結工藝、物相結構以及光學性能分析。通過XRD、ESEM結果分析,紅色熒光粉能夠均勻分布在玻璃基質中,但是與介孔二氧化硅發(fā)生了一定程度的界面反應,以致于發(fā)生部分結晶。光學性能表明,其在470nm仍然有較強的吸收峰,并發(fā)射出相對應的紅光,保留了紅色熒光粉的光學性質。
 ?。?)在上述研究的基礎上,將不同比例的各種顏色熒光粉與SBA-15粉體混合,燒結制備出

6、復合熒光玻璃,并對其進行了物相結構以及光學性能分析。不同比例的復合熒光玻璃在470nm激發(fā)下,發(fā)射出不同波長范圍的熒光,且半高寬相對于單一熒光粉增寬,光區(qū)域覆蓋范圍增廣。以一定比例的復合熒光玻璃為樣品,對其進行COB封裝,制備出LED器件,進行光譜性能測試。HSP光譜分析結果表明,黃色、綠色、紅色熒光粉以一定比例混合制備出的復合熒光玻璃,在藍光LED芯片激發(fā)下,發(fā)射出顯色指數(CRI)高達88.2的暖白光,獲得了高顯指LED用熒光玻璃材

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