白光led用meh-ppv混合材料的研究

白光led用meh-ppv混合材料的研究

1基于yg的熒光led材料作為一種新型綠色能源，傳統(tǒng)的藍(lán)色能源和照明設(shè)備相比具有體積小、壽命長(zhǎng)、拆卸簡(jiǎn)單、能耗低、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)。被稱為開(kāi)發(fā)潛力最佳的綠色照明源。目前,實(shí)現(xiàn)白光LED主要有藍(lán)光LED芯片激發(fā)YAG熒光粉、紅綠藍(lán)三基色芯片組裝和紫外光激發(fā)紅綠藍(lán)三色熒光粉3種方式。而最常用的是藍(lán)光LED芯片激發(fā)YAG熒光粉,這種以YAG為基礎(chǔ)獲取的白光LED最大的不足是光譜中缺少紅光成分,顯色指數(shù)較低。因而降低了這種類型白光LED的照明及應(yīng)用。白茂生等通過(guò)對(duì)YAG:Ce熒光粉摻雜引入Gd3+、Pr3+,使熒光主峰發(fā)生紅移并在610nm處出現(xiàn)明顯發(fā)射峰。楊志平等使用高溫固相法制備了紅色熒光粉Ba2-xB2O5:xSm3+。湯安等人合成了能被近紫外光激發(fā)的白光LED用紅色熒光粉。國(guó)外相關(guān)研究也是致力于紅色無(wú)機(jī)熒光材料并將其應(yīng)用于白光LED,很少有研究報(bào)道將有機(jī)材料應(yīng)用于白光LED的制備。與無(wú)機(jī)材料相比,有機(jī)材料具有更高的發(fā)光效率、材料選擇范圍寬和可實(shí)現(xiàn)從藍(lán)光到紅光的任何顏色等優(yōu)點(diǎn)。MEH-PPV做為一種經(jīng)典的有機(jī)發(fā)光材料,它具有良好的光學(xué)和電學(xué)特性、很好的可塑性以及較高的熒光發(fā)光效率。本文將不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的MEH-PPV混合加入到Y(jié)AG熒光粉中,研究其對(duì)白光LED顯色指數(shù)的影響。2實(shí)驗(yàn)2.1ma-aldr創(chuàng)造的熒光光粉實(shí)驗(yàn)所使用的LED芯片購(gòu)于武漢迪源光電科技有限公司,支架購(gòu)于東莞石排寶昌電子廠,MEH-PPV購(gòu)于Sigma-Aldrich公司,熒光粉為彩虹LEDYAGMLY—02D型熒光粉,熒光粉膠和封裝膠分別采用廣州市杰果電子科技有限公司的8866AB硅膠和5212AB硅膠。實(shí)驗(yàn)中,使用的擴(kuò)晶機(jī)和金球焊線機(jī)分別采用深圳市三合發(fā)光電設(shè)備有限公司的SH2002型和SH2012型,真空干燥箱為北京科偉永興儀器有限公司的DZF型。2.2有機(jī)材料的氣體混合先對(duì)芯片進(jìn)行擴(kuò)晶、刺晶,然后在LED支架上點(diǎn)Ag膠并固晶;將固好晶片的支架在150℃的烘箱中烘烤1h后取出,焊接Au線;分別將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、5、10、15和20%的有機(jī)材料MEH-PPV與YAG熒光粉混合,再將混合后的熒光粉分別涂覆在打好Au線的芯片上,在55℃烘箱中烘烤30min;最后安裝塑料透鏡及點(diǎn)密封膠,將其在設(shè)定好溫度為120℃的烘箱中固化1.5h,即制備好實(shí)驗(yàn)所需的器件。2.3系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備采用杭州遠(yuǎn)方光電信息公司生產(chǎn)的WY精密數(shù)顯直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源供電,測(cè)試設(shè)備采用的是該公司PMS-50紫外-可見(jiàn)-近紅外光譜分析系統(tǒng),對(duì)制備好的白光LED進(jìn)行測(cè)量。3meh-ppv混合質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)扶持效果的影響圖1為有機(jī)紅光材料MEH-PPV的吸收光譜。由圖可見(jiàn),MEH-PPV在400~700nm區(qū)域有一個(gè)很寬的吸收峰,且在550nm左右達(dá)到峰值。因此,MEH-PPV的吸收光譜主要位于這個(gè)區(qū)域。也就是說(shuō),MEH-PPV對(duì)黃光、綠光有一個(gè)較強(qiáng)的吸收作用。圖2為在YAG熒光粉中混合不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)的MEH-PPV吸收光譜。從圖可以看到,在400~500nm區(qū)域有一個(gè)明顯的光譜峰值,為藍(lán)光LED芯片發(fā)出,峰值波長(zhǎng)在445nm左右。在500~700nm區(qū)域有一個(gè)很寬的發(fā)射帶譜,且在550和615nm左右出現(xiàn)了兩個(gè)明顯的波峰,其中550nm處是由藍(lán)光光子激發(fā)YAG熒光粉輻射出的光譜峰值。結(jié)合圖1,MEH-PPV在400nm附近的吸光度為0.3,在450~550nm區(qū)域吸光度逐漸增強(qiáng),且在550nm附近達(dá)到峰值0.5。也就是說(shuō),在此區(qū)域,MEH-PPV對(duì)黃綠光有一個(gè)較強(qiáng)的吸收。當(dāng)LED芯片發(fā)出的藍(lán)光光子被YAG熒光粉吸收,在550nm區(qū)域輻射出黃綠光,而部分黃綠光的能量又被有機(jī)材料MEH-PPV吸收,在615nm附近激發(fā)出紅光,使制備的白光LED器件的發(fā)射帶延伸至700nm,輻射光譜范圍變寬,從而補(bǔ)充了藍(lán)光LED芯片激發(fā)YAG熒光粉產(chǎn)生白光LED缺失的紅色光光譜。隨著有機(jī)紅光材料MEH-PPV混合質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增加,445、550和615nm處的光譜峰值逐漸減弱。445和550nm處光譜峰值隨著MEH-PPV混合質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而逐漸減弱的原因是:隨著MEH-PPV混合質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,其對(duì)黃綠光的吸收越強(qiáng),導(dǎo)致藍(lán)光和黃綠光輻射減弱。然而,紅光波段的輻射光譜并沒(méi)有隨著MEH-PPV對(duì)黃綠光的吸收增強(qiáng)而增強(qiáng),反而在逐漸減弱。這可能是由于吸收的光不能實(shí)現(xiàn)有效的光輻射轉(zhuǎn)換,而是以熱的形式輻射出去,所以導(dǎo)致紅光光譜逐漸下降。表1為YAG熒光粉中混合不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的有機(jī)材料MEH-PPV的色比和顯色指數(shù)變化表。由表1可以看到,隨著MEH-PPV混合質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增加,顯色指數(shù)逐漸增大,當(dāng)MEH-PPV的混合質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%時(shí),制備的白光LED顯色指數(shù)最高可達(dá)到92.0;而當(dāng)MEH-PPV的混合質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大到20%時(shí),器件的顯色指數(shù)僅為79.1。這說(shuō)明,并不是MEH-PPV的混合質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大越好。雖然MEH-PPV可以補(bǔ)充了藍(lán)光LED芯片激發(fā)YAG熒光粉光譜中缺失的紅色光成分,但是MEH-PPV對(duì)黃綠光也有較強(qiáng)的吸收,所以存在一個(gè)最佳的紅綠藍(lán)色比,使器件的顯色指數(shù)達(dá)到最高。4多熒光定量對(duì)紫外光led顯色率的影響有機(jī)紅光材料MEH-PPV可以被藍(lán)光和黃綠光激發(fā)輻射出紅光。通過(guò)在YAG熒光粉中混合不同質(zhì)