(灯用荧光粉)灯用发光材料----课题组
发光材料的原理及其应用
谈 ， 际上无 论从 从 发 光原 理 还是 发 光 特性 上 来 实
电启动气体和发光添加物（ 金属 ） 然后在发光管内 ， 两端的电极 间施加一定 的电压， 启动气体 （ 氩气及 氙气） 会使其开始放 电， 此时产生的放电弧光高温 达数千度 ， 从而使管内的添加物蒸发而产生气体 ， 蒸
Ｌ Ｄ是 Ｌｇｔ ｍｉｉｇＤｏ ｅ的缩 写 ， Ｅ ｉ —Ｅ ｔｎ ｉ ｈ ｔ ｄ 中文意思 是发 光二极 管 。
发光二极管是可 以将 电流顺 向通到半导体 Ｐ Ｎ
结处 ， 而引起发 光 。大 多数 的发 光二 极 管采 用 双 从
发射光子； 电子跃迁到不 同的低能级 ， 就会发出不同 的光子 ， 但是发出的光子能量肯定不会 比吸收的光 子能量大。人造光源就是根据发光机制 ， 人为地使
发 的气体 与添加 物原 子 内之 电子 相互 碰撞 ， 加 物 添 的电子在 固有波 长 内会被 激发 而发光 。不 同添加物 发 出光 的波长不 同 ， 如水银会 发 出青 色 的光 ， 例 钠会 发 出橘色 的光 ， 会 发 出绿 色 的光 。改 变发光 管 内 铊
讲两者都有本质的区别。 磷光是一种缓慢发光的光致冷发光现象。受激
能， 其工作原理是 ： 电流通过灯丝（ 钨丝 ， 熔点达 ３０ ００多摄氏度） 时产生热量 ， 螺旋状的灯丝不断将 热量聚集 ， 使得灯丝的温度达 ２０ ００摄氏度 以上 ， 灯 丝在处于白炽状态时， 就像烧红了的铁块能发光一 样而发出光来。钨灯丝 的温度越高 ， 其发出的光就
越 亮 。这 类发光 器件称 之为 白炽灯 。
Ｋｅ ｒ ｓ： ｌ ｍｉ ｅ ｃ ｎ ｔｒａ ；ｐ ｎｃｐ ｅ；ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｙ ｗｏ ｄ ｕ ｎ ｓ ｅ ｔｍａｅ ｉｌ ｒ ｉ ｌ ｉ ｈ ｒ ｃｅ ｔ ｉ ｃ；ａ ｐ ｉ ａｉｎ ｐ ｏ ｐ ｃ ｐ ｌｃ ｔ ｒ ｓ ｅ ｔ ｏ
第9章-发光材料ppt课件
• 二、发光材料的发光特征 • 1、颜色特征
• 不同发光材料有不同的发光颜色。
材料的发光光谱(又称 发射光谱)可分为下列 三种类型：宽带、窄 带、线谱。
宽带:半宽度～ 100nm 窄带:半宽度～ 50nm 线谱:半宽度～ 0.1nm
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稀土发光材料
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• 2、发光强度特征
• 热辐射与冷光。
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发光材料品种很多，按激发方式发光材料可以分为：
（1）光致发光材料：发光材料在光（通常是紫外光、 红外光和可见光）照射下激发发光。
（2）电致发光材料：发光材料在电场或电流作用下 的激发发光。
（3）阴极射线致发光材料：发光材料在加速电子的 轰击下的激发发光。
（4）热致发光材料：发光材料在热的作用下的激发 发光。
电子逐渐逸出，跳回价带并发射光子。
• 具有缺陷的某些复杂的无机晶体物质，在光激发 时和光激发停止后一定时间内 (>10-8 s) 能够发光， 这些晶体成为磷光材料。
• 磷光材料的主要组成部分是基质和激活剂两部分。
用作基质的有第Ⅱ族金属的硫化物、氧化物、硒
化物、氟化物、磷酸盐、硅酸盐和钨酸盐等，如
ZnS、BaS、CaS、CaWO3、Ca3(PO4)2用来作激活
• （3）两个敏化中心被激发，把激发能按先后顺序或同 时传递给发光中心，使其中处于基态的电子跃迁到比 激发光光子的能量更高的能级，然后驰豫下来发出波 长短得多的光。
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• 四、光致发光材料的应用
• 主要用于显示、显像、照明和日常生活中。 如荧光化妆品、荧光染料等。
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荧光粉发光原理
荧光粉发光原理
荧光粉发光原理是基于荧光效应的物理过程。
当荧光粉受到激发能量，如紫外光或蓝光，时，其中的荧光物质吸收能量电子被激发到高能级。
随后，这些电子会通过非辐射性转换返回基态。
在这个转换过程中，电子释放出余下的能量，它们转化为可见光能量。
这种释放出的可见光能量就是我们能够看到的荧光。
荧光粉发光的颜色取决于荧光物质的化学成分。
不同的化学成分导致不同的电子能级差，进而决定了发射的光子频率和波长。
例如，某些荧光粉会发出绿色或红色的荧光，这是因为荧光物质的电子能级差对应于可见光的这些颜色。
在实际应用中，荧光粉常被添加到各种产品中，如彩色墨水、荧光笔、荧光粉末涂料等。
当这些产品暴露于紫外线或蓝光下时，荧光粉便会吸收能量并发出明亮的荧光。
这种现象被广泛应用于发光材料、荧光显示屏和荧光灯等领域。
总结来说，荧光粉发光原理是基于荧光物质通过激发和转换能量实现的，这种转换释放出可见光能量，从而产生荧光。
不同的荧光物质会发射出不同颜色的荧光。
荧光粉的广泛应用使得这种发光原理成为许多产品中常见的特性。
荧光粉相对亮度
荧光粉相对亮度荧光粉是一种具有特殊发光性质的物质，能够在受到激发后发出明亮的光线。
它被广泛应用于许多领域，如照明、显示技术、安全标识等。
荧光粉的相对亮度是衡量其发光效果的重要指标。
荧光粉的相对亮度是指在相同激发条件下，荧光粉发出的光线相对于标准光源的亮度比例。
相对亮度越高，荧光粉的发光效果就越好。
荧光粉的相对亮度取决于其化学组成、粒径大小、晶体结构等因素。
一种常见的荧光粉是磷酸盐荧光粉。
它由稀土元素掺杂的磷酸盐晶体组成，具有高相对亮度和长发光时间。
磷酸盐荧光粉广泛用于荧光灯、荧光显示器等照明和显示设备中。
它能够将紫外光转化为可见光，提供明亮而柔和的照明效果。
另一种常见的荧光粉是硫化物荧光粉。
它由硫化物晶体和掺杂的稀土元素组成，具有较高的相对亮度和较长的发光时间。
硫化物荧光粉被广泛应用于LED照明、荧光显示屏等领域。
它能够将电能转化为可见光，提供高亮度和高对比度的显示效果。
除了磷酸盐和硫化物荧光粉，还有许多其他类型的荧光粉，如硅酸盐荧光粉、氧化物荧光粉等。
它们在发光机制、化学成分和应用领域上有所不同，但都能够提供明亮而持久的发光效果。
荧光粉的相对亮度不仅取决于其自身的性质，还受到外界环境的影响。
例如，荧光粉的发光效果会受到温度、湿度、光照强度等因素的影响。
在设计和应用荧光粉时，需要考虑这些因素，以确保其发光效果的稳定性和可靠性。
荧光粉的相对亮度对于照明和显示技术的发展具有重要意义。
随着科技的进步，人们对照明和显示效果的要求越来越高。
荧光粉作为一种重要的发光材料，不断进行着改进和创新，以满足人们对于亮度、色彩和能效的需求。
荧光粉的相对亮度是衡量其发光效果的重要指标。
不同类型的荧光粉具有不同的相对亮度，但都能够提供明亮而持久的发光效果。
荧光粉的相对亮度对于照明和显示技术的发展具有重要意义，对于提高人们的生活质量和工作效率起着重要作用。
我们期待着荧光粉在未来的发展中能够更加出色地发挥其独特的光学特性，为人类创造更加美好的光明世界。
常见发光材料
VFD用稀土发光材料较少，效率也不高，如SnO2:Eu3+, Y2O2S:Eu3+，很少使用。
3. 场发射显示（FED）稀土发光材料
FED是有可能与PDP和LCD相竞争的平板显示，它的画面质量和分辨率优于CRT，响应速度（寻址时间） 非常快，而功耗仅是LCD的1/3，其应用前景令人关注。FED稀土发光材料如表2所示。 表2 FED稀土发光材料 组成 颜色 发光效率 SrTiO3:Pr 红 0.4 Y2O3:Eu 红 0.7 Y2O2S:Eu 红 0.57 Y3(Al,Ga)5O12:Tb 绿 0.7 Y2SiO5:Tb 绿 1.1 SrGa2S4:Eu[1] 绿 4.0 ZnS:Cu,Al 绿 2.6 Y2SiO5:Ce 兰 0.4 SrGa2S4:Ce[1] 兰 1.5 ZnS:Ag,Cl 兰 0.75
9 长余辉荧光粉
稀土类长余辉荧光粉SrAl2O4:Eu,Dy(525nm)和Sr4Al14O25:Eu,Dy(490nm)比硫化锌长余辉荧光粉的 性能要优越得多。余辉时间前者是后者的5～10倍，大于10小时，前者的余辉强度和化学稳定性也比 硫化锌要好得多，因余辉时间大于10小时，而无需使用放射性元素，其安全性更好。稀土长余辉荧 光粉现已得到广泛的应用。另外还有：ZnS:Cu，SrCaS:Eu 10 光子裁剪(photon cutting)荧光粉 绝大多数的光子发光材料（灯用荧光粉，长余辉荧光粉，农用光转换荧光粉，PDP荧光粉等）量子效 率都小于1。长期来，人们期望能提高量子效率，将吸收的光子“裁剪”成二个或二个以上所需要波长 的光子，使量子效率大于1，或者，将不需要的发射光子“裁剪”成所需要的光子。经过多年的研究， 可以利用串级多光子发射效应，无辐射效应，无辐射能量传递和交叉弛豫正在逐步实现这种愿望。 LiGdF4:Eu3+ 红色荧光粉，真空紫外线激发下的量子效率高达195%，是紫外线激发下量子效率的2 倍。 LiGdF4:Er,Tb 绿色荧光粉，VUV激发下量子效率达到130%。 Y2O2S:Tb,Dy [6]绿色荧光粉，利用无辐射能量传递中的交叉弛豫效应（Tb3+→Dy3+）,使Tb3+的5D3 →7Fj能级跃迁发射的兰色光子被剪裁，而使Tb3+的5D4能级的光子数增殖，5D4→7Fj跃迁（绿色） 的几率大大提高。
稀土发光材料-3
混合
烧成
球磨
混合包装
烘干
清洗
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3. 绿色荧光粉
在三基色荧光粉中，绿粉对灯的光通量贡献最大。 三基色灯用绿粉均以Tb3+作为激活剂，Tb3+的最大发射峰 位于545nm，归属于Tb3+的5D4－7F5跃迁。 绿粉都利用Ce3+作敏化剂，这是由于在大多数基质中Tb3+ 的4f-5d吸收峰不能与254nm汞紫外光辐射相吻合，而 Ce3+ 在254nm附近具有强吸收，而且在330-400nm的长 波紫外区具有强的发射，Ce3+可以通过无辐射能量传递有 效的将所吸收的能量转移给Tb3+。
Eu3+的位形坐标图
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2、红粉性能的影响因素
Eu3+离子浓度的影响：
稀土红色荧光粉
在较低Eu3+浓度时，人们可以观测到更高能级的5D1，5D2甚至5D3的跃迁， 这些发射位于光谱的黄区和绿区，是有害的；当Eu3+浓度升高时这些高能级 的发射通过交叉弛豫被猝灭，所以荧光粉中Eu3+浓度一般在4%以上。 当Eu3+浓度太高时，会形成Eu3+~Eu3+离子对。这些离子对吸收能量后形 成共振，把能量以热的形式消耗掉而不发射光。
化学组成
(Ce,Tb)MgAl11O19(发射波长543nm) BaMgAl10O17:Eu2+ (发射波长451nm)
稀土发光材料的特点：
谱线丰富，属于窄带发光，光色纯，能得到高的显色指数。 抗紫外辐照，高温特性好，能适应高负荷荧光灯的要求。
发光效率高，三基色荧光粉的量子效率均在90%以上。
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红粉的原料成本超过蓝粉、绿粉的总和，降低三基色粉价格的关 键是降低红粉的成本。长期以来人们做了不少努力，试图寻找成本较 低的新型化合物。
革命者：中国LED照明专辑——以燃烧合成工艺制备白光LED用(Ca,Y)-α-SiAlON：Eu陶瓷荧光粉
３ Ｓ Ｎ晶格中部分Ｓ 和卜一 Ｓ ＩＮ ， ｉ Ｐ ｉ Ｏ 的形成机制可以认为包 １ Ａ 上。 近年来 ， 使用单芯片加荧光粉 是由 １一ｉ ４
） （ｌ 取代 Ｏ Ｐ和 ｚ 离子置换而成的 括以下几步：１ｎＡ— ） ｎ ｉ 组 合成 自光 的技 术 ，即利用 稀土 同时被 Ａ Ｏ一 ｓ— ）２ ｍ ａ ＳＡＩＮｘ －ｉ 的固 （ｉＮ； ） ＡＰ 进一步取代 ｉ Ｎ 发光材料的荧光转换 ， ｎ ａ 基 固溶 体； － ｉ Ｏ ￣ａ Ｓ， ４ 把Ｉ Ｎ Ｇ （ｌ 取代 Ｏ ａ Ｓ， 中的Ｓ— Ｎ ｉ Ｎ层沿ｏ。 ｌ ｒ Ｐ。 ０＞ ａ 或理解 为ｍＡ— ） ｍ Ｓ 芯片发射的 ｚ ０ ｍ蓝光或 ４Ｏｒ 溶体 ， －ｉ ４ ｌｎ ６ Ｏ ｍ ｉ
。 —
—
＿一 竺
维普资讯
编 者按 ：不言而喻 ，白光 Ｌ Ｄ与 其它光源相 比，具有更 高 Ｅ 的使用寿命、发光效率和可靠性，从而成为新一代固体照明的代
表 。经研 究发现 ，ａ ＳＡＩ 作为一种 新型 荧光材料制成 的 白光 — ｉ ＯＮ
Ｌ Ｄ，具有 更强的优势 ，而且采 用燃烧合成方 法更具有合 成温度 Ｅ 高、加 热速度快 、反应周期短 、节约成本等优 点。
Ｌ ＥＤ使用 。制成 白光 Ｌ ＥＤ光源 。
’Ｉ Ｉ 置
现在ｌ３ ￣ ， Ｃ ６ 日本日亚公司发现铈 时， Ｙ ： 由于 ０—ｉ ＬＳ Ｎ 中的ｓ 部分 ３ ｉ
中的空隙 位置以 保持 电中＿ 陛。 Ｅ 具有更高的使用寿命 、发光效率 Ｌ Ｄ光源 。 Ｓｉ ０Ｎ 氮化硅 （ ｉ 是典型 的非氧 ａ— Ａｌ 的通 式可 表示 为 ＳＮ ） ３ 和可靠性 ，从而成为新一 代固体
少 Ａ 、 ｉ 融团聚现 象的发生。 ｌ Ｓ熔
２ Ｃａ 、 —ａ — ｉ ＯＮ： ｕ的 ＳＡＩ Ｅ Ｐ Ｌ光 谱
高亮度LED荧光片简介
高亮度LED荧光片简介高亮度LED荧光片简介 LED筒灯，路灯，吊顶灯，平面光源XT系列LED荧光片简介XT系列远程荧光粉是Intermatix公司研发的一种高亮度LED荧光片，其不同之处在于其是用玻璃和荧光粉组成的复合材料，其中荧光粉均匀分布于玻璃的内表面，形成粗糙的表面微结构，这样不仅使荧光粉层具有很高的光萃取效率，而且能保证投光均匀，实现真正的面光源发光，避免照明时LED的颗粒感。
XT系列玻璃荧光粉膜最大的特点是能够耐高温，可长时间工作在180℃的高温环境下，一方面能够满足一些极端的应用需求，另一方面其具有允许很大的光通量，因为其能够承受荧光粉受激发光时斯托克斯转换带来的热量，因此可用于路灯，顶棚灯和激光激发等高能量密度的应用场合。
Chromalit XT 系列LED荧光片技术将会极大的提升LED照明产品的层次，使客户具有良好的照明体验，特别适合欧美市场对于LED灯具的高品质要求，能够满足欧洲美国各种苛刻的光学、热学、可燃性、抗紫外灯标准。
远程荧光粉的出现，将荧光粉基底与蓝光LED芯片彻底脱离，从而可有效解决传统固态照明单向发光、散热难、设计受限等难题。
远程荧光片为LED灯具生产商带来了更自由的设计空间、更璀璨的光品质、更简化的工艺流程、更长的使用寿命，当然，还有更加广阔的市场前景。
远程荧光粉在使用荧光粉的量上会比传统的涂覆方式要多，但是我们不能单纯从荧光粉的使用量来给使用远程荧光粉的照明产品冠以高价的名号。
因为对于传统的固态照明设计，需要对光源进行二次配光，才能做到光线在空间上的均匀分布，此过程繁琐而且容易产生误差。
而使用远程荧光粉的照明灯具，可以省去二次配光的环节，工艺更加简单，生产效率更高，品质更加可靠，从而有效降低灯具生产成本。
与传统LED照明设计相比，英特美的远程荧光粉在提升照明效果的同时不会增加照明灯具成本。
XT系列LED远程荧光片的应用范围高亮度型远程荧光粉可应用于：高亮度LED筒灯，大功率LED路灯，LED隧道灯，大功率LED顶灯，高亮度LED平面灯具，大功率LED面光源。