1 广东晶科电子股份有限公司， 广东 广州 511458
2 华南理工大学物理与光电学院 广东省光电工程技术研究开发中心， 广东 广州 510640
3 华南理工大学 微电子学院， 广东 广州 510640
大功率白光LED封装主要分为玻璃荧光片封装和荧光粉胶封装。本文提出一种用荧光胶封装大功率白光LED的方法，优化白光LED的发光面的均匀性，并分析了荧光胶封装和用荧光片封装的大功率白光LED的光热性能。实验结果表明，在1 400 mA电流驱动下，荧光胶封装白光LED的光通量为576.07 lm，比荧光片封装白光LED的光通量高15.5%，光转换效率为35.8%。在温度从25 ℃提升到125 ℃的过程中，荧光胶封装器件的亮度衰减了20%，色温从5 882.11 K提高到6 024.22 K。荧光胶封装的白光LED在常温下的热阻为1.7 K/W，与玻璃荧光片封装的热阻接近。在840 h高温高湿老化和1 600 h高温老化实验中，荧光胶封装的相对光衰均能稳定在97%。
大功率白光LED 玻璃荧光片 荧光粉胶 光热性能 热稳定性 high power WLEDs PiG PiS photothermal performance thermal performance
1 福州大学机械工程及自动化学院，福建 福州 350108
2 莆田学院机电与信息工程学院，福建 莆田 351100
荧光粉沉淀是影响白光LED发光质量和光学一致性的关键因素。为了实现荧光粉沉淀的快速、无损检测，提出一种基于光学相干层析（OCT）技术的荧光粉沉淀检测方法。使用OCT系统对白光LED进行成像，比较白光LED的OCT与切片图像，分析了荧光粉的数量分布和沉淀物形态。根据荧光粉数量与面积分数的关系以及荧光粉沉淀过程中荧光粉数量分布的变化特点，设计了从OCT图像中提取荧光粉面积分数的算法，分析了荧光粉面积分数与荧光粉沉淀程度的变化关系。实验结果表明，OCT技术可以准确检测白光LED的荧光粉沉淀物形态，荧光粉在OCT图像中的面积分数可以量化荧光粉沉淀程度。该方法可以满足白光LED荧光粉沉淀的检测要求，并可用于白光LED的质量检测和封装工艺研究。
光学相干层析 白光LED 荧光粉沉淀 无损检测 量化分析 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0412006
云南民族大学 化学与环境学院， 云南省高校绿色化学材料重点实验室， 云南 昆明 650500
采用溶剂挥发法，在室温条件下生长出掺不同浓度Mn4+的K2TiF6∶Mn4+红光晶体。样品在紫光区和蓝光区都表现出Mn4+的特征宽带激发，对应于其4A2 → 4T1和4A2 → 4T2能级跃迁。在蓝光激发下，所有晶体都呈现出一系列窄带红光发射，其中最强发射峰位于631 nm处。在这些晶体中，样品K2TiF6∶Mn4+ （13.18%）表现出最高效的红光发射，其内外量子效率分别高达97.2%和83.3%。值得一提的是，该样品表现出荧光负热猝灭效应，其在120 ℃时的红光发射强度是室温时的1.81倍。所得晶体与Y3Al5O12∶Ce3+ （YAG∶Ce3+）组装的暖白光LED流明效率（LE）高达180.9 lm/W、色温低至3 859 K、显色指数为91.3。与β?SiAlON∶Eu2+组装成白光LED器件，LE也达101.5 lm/W，显示色域为NTSC （National Television System Committee）标准值的94%。因此K2TiF6∶Mn4+晶体在白光LED照明及显示领域具有潜在应用前景。
红光晶体 氟化物 发光性能 白光LED red-emitting crystals fluorides luminescent properties white LEDs
1 佛山科学技术学院材料科学与氢能学院, 广东 佛山 528000
2 广东省氢能技术重点实验室, 广东 佛山 528000
3 佛山市无机微纳米发光材料工程技术研究中心, 广东 佛山 528000
4 佛山科学技术学院物理与光电工程学院, 广东 佛山 528225
5 粤港澳智能微纳光电技术联合实验室, 广东 佛山 528225
传统的商用白光LED由于缺乏红光成分, 造成显色指数较低。为了提升白光LED的显色性能, 可以在荧光粉中加入Sm3+, 以提升橙红光的发射能力。采用传统的高温固相法制备了Ca2YNbO6：Sm3+新型双钙钛矿氧化物荧光粉, 并详细研究了荧光粉末的晶体结构、元素组成、发射光谱、激发光谱、热稳定性和荧光寿命等性质。研究表明, 该荧光粉为纯相化合物, 粒径约5 μm。在408 nm的激发下, Sm3+在650 nm附近有强烈的红光发射。数据拟合表明, 荧光粉的发光属于Sm3+的电偶极子-偶极子相互作用过程。高温测试表明, 该氧化物荧光粉具有较高的热稳定性。将商用蓝粉、绿粉与Ca2Y0.96NbO6：0.04Sm3+粉体混合, 并利用365 nm的InGaN芯片激发, 可制备出色坐标为(0.344, 0.350), 色温为4 989 K, 显色指数为81的暖白光LED。
稀土掺杂材料 光致发光 荧光粉 红光发射 白光LED rare-earth-doped materials photoluminescence phosphors red emission white LED
1 宿迁学院 材料工程系，宿迁 223800
2 南京理工大学 材料科学与工程学院，南京 210094
为克服在大批量合成无机钙钛矿量子点（CsPbBr3）时出现的材料光学性能下降的问题，提出了一种改进的室温溶液工艺，通过加入HBr促进前驱体的分散溶解，同时引入路易斯酸配体部分取代油胺，实现量子点表面的缺陷态有效钝化，合成出高质量的CsPbBr3量子点材料。实验测试结果表明，合成出的CsPbBr3量子点荧光发射峰位于517 nm处，发射峰半高宽仅有17 nm，荧光量子效率高达95%。利用制备出的绿光CsPbBr3量子点和商用红色荧光粉混合，和以GaN为基底的蓝光芯片组装成一个白光LED器件，该器件在20 mA的工作电流下获得流明效率达48.35 lm/W的白光。这种高效白光LED展示出无机钙钛矿量子点在通用照明、背光显示和光通信等领域中具有很大的应用潜力。
钙钛矿量子点 室温溶液法 批量合成 白光LED Perovskite quantum dots Solution-process at room temperature Mass synthesis WLED 光子学报
2023, 52(11): 1116002
陕西科技大学 材料科学与工程学院, 西安 710021
SiAlON基荧光粉因其优异的化学和物理稳定性, 成为近年来发光领域的一个研究热点, 尤其在LED等领域, 受到研究者的热切关注。稀土掺杂SiAlON基荧光粉体有望成为新一代照明光源。由于缺乏青色光发射, 往往会造成显色性能不足。本研究通过传统高温固相法合成了β-Si5AlON7:Eu荧光粉, 采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等研究了其结构、形貌、元素和价态。通过光谱仪表征了样品的激发光谱以及发射光谱的波长范围并测试了热猝灭性能, 发现激发波长覆盖紫外至蓝色光区域, 并且发射光谱显示出典型的Eu2+跃迁的宽谱。在300 ℃下, 样品的发射光强度依然可达到室温强度的40%左右, 热激活活化能(Ea)达到了3.7 eV, 相比较商用YAG:Ce3+(YAG)荧光粉, 热稳定性有一定的提升。在与蓝色芯片复合后成功制备了高显色（显色指数Ra=87）的白色发光LED, 对应的色温也达到了暖白光范围(CCT=4501 K)。本研究实现了SiAlON基青色发射, 获得了热稳定性较为优异的荧光粉, 在发光的可持续性能上也比商用YAG有明显优势。
SiAlON 白光LED 稀土 离子掺杂 荧光材料 SiAlON white LED rare earth ions doping fluorescent material
1 吉林师范大学 1. 功能材料物理与化学教育部重点实验室
2 2. 信息技术学院, 吉林 四平 136000
Mn2+离子掺杂全无机钙钛矿(Mn2+∶CsPbX3, X=Cl, Br)纳米晶(NCs)具有宽发射带、长斯托克斯位移和高量子产率等优势, 在固态照明、光电探测和成像等领域有广阔应用前景。然而, 目前Mn2+掺杂的钙钛矿晶体量子产率很难超过70%, 如何改善发光效率, 同时调控Mn离子发射中心成为构建高质量白光LED的关键。文章通过CdCl2后处理技术, 进行室温下阳离子交换, 获得了高效发光的Cd2+和Mn2+共掺杂的CsPbCl3纳米晶。Mn的发射波长可以从604nm连续调控到624nm, 实现稳定的红光发射。Cd离子掺杂改善了Mn-Cl八面体的晶体场环境, 使Mn衰减寿命提高到1.32ms。此外, 通过绿色CsPbBr3纳米晶和蓝-橙双色Mn∶CsPb(ClBr)3纳米晶构建了高显色指数的暖白光发光二极管(WLED), 其流明效率达60lm/W, 显色指数超过85。
钙钛矿 Mn掺杂 CdCl2后处理 纳米晶 白光LED perovskite Mn doping CdCl2 post-treatment nanocrystal white LED
1 宿迁学院 材料工程系，江苏 宿迁 223800
2 南京理工大学 材料科学与工程学院，江苏 南京 210094
通过配体辅助溶液相法，在室温下成功合成出一种具有超纯绿光发射的准二维CsPbBr3钙钛矿纳米片。该制备方法可以实现低成本、高质量CsPbBr3纳米片的合成。实验结果表明，合成出的CsPbBr3纳米片荧光发射峰位于526 nm，发射峰半高宽（FWHM）能够达到16 nm，纳米片的荧光量子效率（PLQY）高达87%。将CsPbBr3纳米片应用于背光显示，实现了（0.145，0.793）的绿光坐标，该色坐标覆盖近91% 的Rec.2020绿光色域，色域范围优于目前报道的绿色荧光粉材料。此外，基于上述CsPbBr3荧光纳米片，我们还成功构筑出一种白光LED器件，并测得该器件在20 mA驱动电流下的发光效率为39 lm/W。
CsPbBr3钙钛矿 纳米片 超纯绿光 白光LED CsPbBr3 perovskite nanoplatelets ultrapure green photoluminescence WLED
西安航空学院材料工程学院, 陕西 西安 710077
白光LED是指稀土掺杂的荧光粉被蓝光芯片或紫外芯片激发后获得各种室温发白光的器件。 该种光致发光的实现方式是一种新型全固态照明光源, 具有节能、 环保及绿色照明等优点, 被誉为第四代照明光源。 对于现代设施农业, 480～500nm之间的蓝光有一种调整植物节律的作用, 对植物生长是有益的。 蓝光在绿色植物的光合作用和光形态中起着重要的作用, 绿色植物通过叶绿素、 胡萝卜素、 叶黄素和光敏素来捕获太阳光进行光合作用, 适合植物生长的LED灯可提高光合作用效率, 但传统的光源由于光质问题难以调节光波长, 在这种情况下, 需要将太阳光谱成分中380 nm以下的紫外光转换成蓝光, 可提高作物光能利用率。 所以, 高光效、 高热稳定性蓝色荧光粉已成为全光谱照明、 光生态农业等领域的重要材料。 蓝色荧光材料在近紫外（NUV）芯片激发的白光用发光二极管（W-LED）的制造中起重要作用。 采用高温固相法制备YVO4∶Tm3+蓝色荧光粉, 通过X射线衍射仪、 扫描电子显微镜、 荧光光谱仪等检测手段对样品的物相结构、 表观形貌及发光性能进行表征分析。 结果表明: 通过高温固相法1 100 ℃下煅烧2 h可以制备出YVO4∶Tm3+蓝色荧光粉, 粉体呈2 μm左右的球形, 激发峰位于319 nm紫外区域, 发射峰位于479 nm蓝光区域, 样品色坐标位于（0.104 4, 0.122 4）, 是一种有望应用于白光LED的蓝色荧光粉。
蓝色荧光粉 白光LED 光致发光 YVO4∶Tm3+ YVO4∶Tm3+ Blue-emitting Phosphor WLED Photoluminescence
