LED照明用荧光粉材料ppt课件.ppt

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1、第四章LED用荧光粉材料在制作白光LED的方法中，有两种方法都与荧光粉有关，因此在制作白光LED时，必须对荧光粉进行仔细研究。荧光粉是一个非常关键的材料，它的性能直接影响白光LED的亮度、色坐标、色温及显色性等。因而开发具有良好发光特性的荧光粉是得到高亮度、高发光效率、高显色性白光LED的关键所在。第四章LED用荧光粉材料4.1固体发光的一般原理4.2荧光粉的发展历史和现状4.3荧光粉的技术要求4.4可用作白光LED的荧光粉4.5黄绿色稀土激活的铝酸盐荧光粉4.6钇铝石榴石荧光粉的制备4.7红色稀土激活的硫

2、化物荧光粉4.8纯绿色稀土激活的铝酸盐荧光粉第四章LED用荧光粉材料所谓荧光粉是指那些可以吸收能量（这些所吸收的能量包括电磁波（含可见光、X射线、紫外线）、电子束或离子束、热、化学反应等），再经由能量转换后放出可见光的物质，也称之为荧光体或夜光粉。§4.1固体发光的一般原理当某种物质受到诸如光的照射、外加电场或电子束轰击等激发后，只要该物质不会因此而发生化学变化，它总要回复到原来的平衡状态。在这个过程中，一部分多余的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来的，就

3、称这种现象为发光。§4.1固体发光的一般原理目前发光材料的发光机理基本是用能带理论进行解释的。不论采用那一种形式的发光，都包含了：激发；能量传递；发光；三个过程§4.1固体发光的一般原理一、激发与发光过程激发过程：发光体中可激系统（发光中心、基质和激子等）吸收能量以后，从基态跃迁到较高能量状态的过程称为激发过程。发光过程：受激系统从激发态跃回基态，而把激发时吸收的一部分能量以光辐射的形式发射出来的过程，称为发光过程。§4.1固体发光的一般原理一、激发与发光过程一般有三种激发和发光过程1.发光中心直接激发与发

4、光（1）.自发发光过程1：发光中心吸收能量后，电子从发光中心的基态A跃迁到激发态G过程2：当电子从激发态G回到基态A，激发时吸收的一部分能量以光辐射的形式发射出来的过程。发光只在发光中心内部进行。§4.1固体发光的一般原理一、激发与发光过程1.发光中心直接激发与发光（2）.受迫发光若发光中心激发后，电子不能从激发态G直接回到基态A（禁戒的跃迁），而是先经过亚稳态M（过程2），然后通过热激发从亚稳态M跃迁回激发态G（过程3），最后回到基态A（过程4）发射出光子的过程，成为受迫发光。受迫发光的余辉时间比自发发光

5、长，发光衰减和温度有关。§4.1固体发光的一般原理一、激发与发光过程2.基质激发发光基质吸收了能量以后，电子从价带激发到导带（过程1）；在价带中留下空穴，通过热平衡过程，导带中的电子很快降到导带底（过程2）；价带中的空穴很快上升到价带顶（过程2’），然后被发光中俘获（过程3’），§4.1固体发光的一般原理一、激发与发光过程2.基质激发发光导带底部的电子又可以经过三个过程产生发光。（1）.直接落入发光中心激发态的发光导带底的电子直接落入发光中心的激发态G（过程3），然后又跃迁回基态A，与发光中上的空穴复合发光

6、（过程4）§4.1固体发光的一般原理一、激发与发光过程2.基质激发发光（2）.浅陷阱能级俘获的电子产生的发光导带底的电子被浅陷阱能级D1俘获（过程5），由于热扰动，D1上的电子再跃迁到导带，然后与发光中心复合发光（过程6）。§4.1固体发光的一般原理一、激发与发光过程2.基质激发发光（3）.深能级俘获的电子产生的发光深能级D2离导带底较远，常温下电子无外界因素长期停留在该能级上。如果发光中心未经过非辐射跃迁回基态，对发光体加热或用红外线照射，电子便可以从D2跃迁到导带（过程8），然后与发光中心复合发光。§4

7、.1固体发光的一般原理一、激发与发光过程3.激子吸收引起的激发和发光晶体在受到激发时，电子从价带跃迁到导带，在价带留下空穴，电子和空穴都可以在晶体中自由运动，但是电子和空穴由于库仑力的作用会形成一个稳定的态，这种束缚的电子-空穴对，称为激子。激子的能量状态处于禁带之中，其能量小于禁带宽度，一对束缚的电子-空穴对相遇会释放能量，产生窄的谱线。§4.1固体发光的一般原理二、能量传输过程包括能量的传递和能量的输运两个方面：能量传递：能量传递是指某一激发中心把激发能的全部或一部分转交给另一个中心的过程。能量输运能量

8、输运是指借助电子、空穴、激子等的运动，把激发能从一个晶体的一处输运到另一处的过程。§4.1固体发光的一般原理二、能量传输过程能量的传递和输运机制大致有四种：再吸收、共振传递、借助载流子的能量输运，激子的能量传输§4.2荧光粉的发展历史和现状一、荧光与磷光人们曾以发光持续时间的长短把发光分为两个过程:把物质在受激发时的发光称为荧光；把激发停止后的发光称为磷光。一般以持续时间10-8s为分界，持续时间短于10-8s的