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磷光体变成蓝色LED灯白色

但拨打颜色和强度均比听起来更难,更昂贵。

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LED固有地产生单色光。激励的电子衰减回到地状态,以光子的形式释放其能量。该光子的波长由用于制造LED的半导体的带结构限定。

虽然单色光对于指示灯灯很好,但大多数显示器和一般照明应用使用白光。白光不仅是多个波长的混合,而且为以前讨论的,取决于其红色,绿色和蓝色部件波长之间的平衡,它可以是较冷的或暖和的。根据应用,照明设计人员需要能够选择各种“白人”。

从理论上讲,一个照明元件可以简单地将红、绿、蓝三色led组合在一起,通过调节每个led的强度来产生所需的输出光谱。在实践中,这种方法很有挑战性,因为三种颜色的效率并不相同。如果没有复杂的电源管理电路,最终的颜色将倾向于由蓝色组件主导。相反,大多数固态照明元件依靠荧光粉将一个或多个蓝色led的部分光转换成其他颜色。因此,荧光粉在照明行业中起着重要的辅助作用。

然而,磷光体引入了自己的额外复杂性。波长转换过程在光子术语中高效:在大多数情况下,由LED提供的超过90%的光子将被吸收并在磷光体波长处被吸收并重新发射。遗憾的是,具有450nm峰值的峰值发射波长的蓝色LED光子比表示,比具有535nm的峰值发射波长的绿色磷光体光子更高。由于这个,能量损失Stokes Shift.转化为热量。反过来,温度升高,导致磷光体的晶格放松。松弛带结构(见图)允许磷光体电子在不发光光子的情况下衰减到地状态,从而降低效率并进一步提高温度。由于它们操作的更高功率,这种“热淬火”效果尤其具有挑战性的高亮度LED。

LatticeRelaxationInPhosphors
图:在升高的温度下,由于晶格弛豫引起的地面状态和激发状态能带之间的重叠允许电子在不重新发射光子的情况下消散吸收的能量。图片礼貌陶氏电子材料。

解决问题的一个可能解决方案,选择不同的LED磷光体组合以最小化波长差,仅适用于某些输出光谱。为了产生白光,LED波长和磷光体波长之间的线必须穿过中心的中心色度图。如果移位太小,图表的白色部分根本无法访问。

另一种方法和几种荧光粉供应商正在追求的方法,旨在解决根本原因的热淬火效果,晶格松弛。如果晶格更加致密,则具有较低系数的热膨胀系数,则磷光体性能在较高温度下保持稳定。

在YAG家族的石榴石基荧光粉(钇铝石榴石,有各种掺杂剂)提供了良好的热稳定性和高转换效率,但通常发射在光谱的红色部分。Intematix开发了一系列LuAG荧光剂(镥-铝-镓,也有各种掺杂剂),并在最近获得了专利(美国专利#8,529,791和#8,475,683)。根据Intematix市场营销副总裁Julian Carey的说法,这些发光材料与YAG荧光粉具有相同的晶体结构,因此具有相似的热特性,但在光谱中以绿色或黄绿色部分发射。

同时,陶氏电子材料正在探索氮化物和氮氧化物磷光体的改善。Yongchi Tian Of Dow电子材料解释说,基于Si-and /或占氮化物多面体的这些晶体可以通过用碳来改变它们的一些氮气。由此产生的碳氮化物和氧碳酰氮化族磷光体(美国专利#8,536,777)分别提供卓越的热性能,谱的红色和绿色部分。

设备专家通常不注意包装。包将环境保存出来并将设备连接到较大的电路,但本身并不是活动的作用。在固态照明中,相比之下,包装变得更加活跃。它可能包括反射器和其他元素来塑造提取的光,并且如这里所讨论的,使用磷光体操纵该光的特征。在照明中,包装的能力与底层设备一样重要。



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