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丝网印刷制备远程玻YAG掺硼酸盐璃荧光片(3)

时间:2021-08-26 20:33来源:毕业论文
本文研究了利用丝网印刷技术制备远程玻璃荧光片,详细研究了玻璃粉组成、浆料配比、丝网印刷、烧结温度对玻璃荧光片光效的影响程度。 1.2 白光LED概

本文研究了利用丝网印刷技术制备远程玻璃荧光片,详细研究了玻璃粉组成、浆料配比、丝网印刷、烧结温度对玻璃荧光片光效的影响程度。

1.2 白光LED概述

1.2.1 白光LED发展现状

发光二极管(LED)是双引线半导体光源。它是一个p-n结二极管,当激活时发光。当适当的电压施加到引线时,电子能够与器件内的电子空穴重新组合,以光子的形式释放能量。这种效应称为电致发光,并且光的颜色(对应于光子的能量)由半导体的能带隙决定。LED通常很小(小于1mm2),并且可以使用集成的光学部件来形成辐射图。最早的LED在1962年出现为实用的电子元件,发射低强度红外光。红外LED仍然经常用作远程控制电路中的发射元件,例如用于各种消费电子产品的遥控器中的发射元件。第一只可见光LED的强度也很低,限于红色。 现代LED可用于可见光,紫外线和红外波长,具有非常高的亮度。早期的LED通常用作电子设备的指示灯,替代小白炽灯泡。它们很快被打包成数字读数,以七段显示器的形式出现,在数字时钟中常见。最近的发展已经产生了适用于环境和任务照明的LED。 LED已经导致新的显示器和传感器,而其高切换速率在先进的通信技术中是有用的。LED比白炽灯具有许多优点,包括更低的能耗,更长的寿命,更好的物理坚固性,更小的尺寸和更快的切换。发光二极管用于航空照明,汽车前照灯,广告,通用照明,交通信号灯,照相机闪光灯和照明壁纸等应用中。截至2017年,LED灯具家庭照明的价格便宜或比同类产品的紧凑型荧光灯便宜。它们的能源效率也明显提高,可以说是与处理相关的环境问题较少[8]。

随着蓝光LED的高效率发展,第一台白光LED的发展很快。在这个装置上一个Y3Al5O12: Ce3+(称为“YAG:Ce3+”)荧光粉涂层会吸收一些蓝色的发射,并通过荧光产生黄光。黄色与剩余蓝色光的组合在眼睛上显得白色。然而,使用不同的荧光体(荧光材料),也可以通过荧光产生绿色和红色光。所得到的红色,绿色和蓝色的混合物不仅被人们视为白光,而且在显色方面优于照明,而不能欣赏仅由黄色(和剩余的蓝色)照亮的红色或绿色物体的颜色,来自YAG荧光体的波长。第一个白色LED是昂贵和低效的。然而,LED的光输出呈指数级增长,自20世纪60年代以来大约每36个月出现一次(类似于摩尔定律)。这种趋势一般归因于其他半导体技术的并行发展和光学领域的进步(需要引用)和材料科学,并在Roland Haitz博士之后被称为海茨定律,如图1.1。

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随着可靠设备的成本下降,蓝光和近紫外LED的光输出和效率上升。这导致用于照明的相对高功率的白光LED,其替代白炽灯和荧光灯。实验用白光LED已经被证明能产生每瓦数300流明的电力; 有些可以持续长达10万小时。与白炽灯泡相比,这不仅是电效率的巨大增长,而且随着时间的推移 - 每个灯泡的成本相似或较低。

在提高基于LED的白光源的效率方面面临的挑战是开发更有效的荧光体。截至2010年,最有效的黄色荧光体仍是YAG荧光体,具有少于10%的斯托克斯位移损失。由于LED芯片和LED封装本身的再吸收引起的内部光损耗的损失通常占效率损失的10%至30%。目前,在荧光粉LED发展领域,为优化这些器件提供更高的光输出和更高的工作温度,花费了大量精力。例如,可以通过适应更好的包装设计或通过使用更合适类型的荧光体来提高效率。常规使用保形涂层工艺来解决不同荧光粉厚度的问题。

1.2.2 白光LED发光原理

P-N结可将吸收的光能转换为比例电流。相同的过程在这里被反转(即,当向其施加电能时,P-N结发光)。这种现象通常称为电致发光,其可以定义为在电场的影响下来自半导体的光的发射。当电子从N区交叉并与P区中存在的空穴重新组合时,电荷载流子在正向偏置的P-N结中复合。自由电子处于能级的导带,而空穴处于价态能带。因此,孔的能级小于电子的能级。必须消耗一部分能量以重新组合电子和空穴。这种能量以热和光的形式发射。 丝网印刷制备远程玻YAG掺硼酸盐璃荧光片(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_80966.html

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