白光led用单一基质碳点基荧光粉的制备与表征

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1、万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文的光混合形成白光。这种方式得到的WLED由于发光时不需要经过荧光粉的转换，具有发光效率高、能量损耗少等特点。此外，在调节发光颜色上具有相对的灵活性，可以通过控制三基色LED的发光强度，获得高显色指数全彩色的变色效果。但是这种方法也存在自身的缺陷，如安装结构复杂、形成的白光易变色、稳定性较差、散热不好、相对成本也比较高等【5】oRed+Blue+G1．eenLEDsBlueLEDs+YellowPhosphol·Red&GreenPhosphol’1TX’LEDs+RGBPhosphm’‘餮坦欠@窗却。I暇黧裟图1．1WLE

2、D器件结构示意图Fig．1—1ThestructureofwhiteLEDdevice(d)，—一：歹一?豇多—一)味≥3。．{／～”””⋯”9r。。仲。?’-脾妖””””“荧光粉转换型WLED器件是利用半导体晶片作为激发源，激发荧光粉发光，通过晶片的光与荧光粉的光复合得到白光。相较于光混合型WLED，该法器件结构相对简单，成本低，光色可控性强，其中以蓝光激发黄色荧光粉的器件应用最为广泛，具有很大的市场占有率‘61。所以，本节主要对荧光粉转换型WLED的器件结构，工作原理及研究现状进行综述。1．2．1荧光粉转换型WLED的结构及原理LED是一种固态的半导体器件

3、，它可以直接把电转化为光，避免了能量的损耗Ⅲ]。图1-2是荧光粉转换型WLED的基本结构示意图。其主要组成部件有：半导体晶片(Chip)，金线(GoldWire)，反射杯(ReflectCup)，透镜(Lens)及电极(Electrode)等。Chip2万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文是LED的心脏，Chip的一端附在一个支架上，一端是阴极，另一端连接电源的阳极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。Chip由两部分组成，一部分是N型半导体，电子占主导地位，另一端是P型半导体，空穴占主导。当这两种半导体连接起来时，’它们之间形成一个“P．N结”。电流作用于这块晶

4、片的时，电子就会被推向P区跟空穴复合，然后以光子的形式释放能量。不同的Chip发的光不同，目前常用的为蓝光Chip和紫外Chip。Lens是荧光粉转换型WLED的另一个重要的部件，通常将荧光粉和胶水混合涂覆在Lens上，而荧光粉为光致发光材料，它在Chip发出的光激发下，发出另一种光，这种光与Chip的光复合即可得到白光，这就是荧光粉转换型WLED的基本原理。图1—2WLED器件原理示意图Fig．1—2TheschematicofwhiteLEDdevice1．2．2荧光粉转换型WLED的分类荧光粉转换型WLED的获取方式主要有三种：第一种，将蓝光LED作为激

5、发源，与一种蓝光激发下产生黄光的荧光粉进行匹配，复合形成WLED；第二种，采用蓝光晶片激发一种同时发出红光和绿光的荧光粉，或在蓝光激发下分别产生红光和绿光两种不同光色的荧光粉与蓝光晶片匹配混合形成白光；第三种，用紫外光激发红、绿、蓝三基质荧光粉或红、绿、蓝单基质荧光粉获得白光。(1)蓝光激发黄色荧光粉万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文单晶片蓝光LED与黄光荧光粉结合，一般使用波长为460—470nm的蓝光InGaN基晶片作为基础光源，以钇铝石榴石结构的Y3A150】2：Ce3+(YAG：Ce)配合物为荧光粉‘8-10]。InGaN基LED蓝光晶片一部分用来

6、激发荧光粉产生黄绿色光，而其余部分蓝光与荧光粉产生的黄绿色光结合得到白光。真正实用化的YAG：Ce荧光粉还需掺杂其他稀土离子，如Tb”，Gd3+，Eu3+，Pr3+，Sm3+等[11．131，以使荧光粉各方面性能得到改善。这种器件的优点是：技术成熟，制作工艺相对简单，成本较低，转换效率高，且没有紫外光成分，不会造成紫外辐射污染，是目前制作WLED的主要法。该方法也有很多不足的地方，例如由于蓝光晶片效率低，荧光粉易损耗，荧光粉与封装材料会随着时间的推移而老化，进而发生色温飘移且缩短使用寿命。且由于YAG荧光粉缺少红色成分，所以显色指数不高，为了加强红色成分，采用

7、蓝光晶片与红、绿荧光粉形成白光来避免这一问题I】制。(2)紫外光激发红绿蓝荧光粉WLED的另一种合成方式是紫外光LED匹配三基色(红、绿、蓝)荧光粉。该法是通过lnGaN紫外光LED晶片作为基础光源，激发三色荧光粉实现波长转换发出白光的视觉效果。该方法的优点在于紫外光在白光配色过程中不实际参与，晶片发光强度与波长的变化对形成白光来说没有太大的影响，因此，可通过调配红绿蓝荧光粉的比例。来得到显色指数高，色温较低的“暖白光”LED¨5I。目前，紫外激发的红绿蓝荧光粉又分为红绿蓝三基质的荧光粉和单一基质的荧光粉。红绿蓝三基质荧光粉，具有显色性好，光效高等特点。但是该

8、法也存在不足，荧光粉混合物之间光的再吸