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的荧光led材料作为一种新型绿色能源，传统的蓝色能源和照明设备相比具有体积小、寿命长、拆卸简单、能耗低、见效快等优点。被称为开发潜力最佳的绿色照明源。目前,实现白光LED主要有蓝光LED芯片激发YAG荧光粉、红绿蓝三基色芯片组装和紫外光激发红绿蓝三色荧光粉3种方式。而最常用的是蓝光LED芯片激发YAG荧光粉,这种以YAG为基础获取的白光LED最大的不足是光谱中缺少红光成分,显色指数较低。因而降低了这种类型白光LED的照明及应用。白茂生等通过对YAG:Ce荧光粉掺杂引入Gd3+、Pr3+,使荧光主峰发生红移并在610nm处出现明显发射峰。杨志平等使用高温固相法制备了红色荧光粉Ba2-xB2O5:xSm3+。汤安等人合成了能被近紫外光激发的白光LED用红色荧光粉。国外相关研究也是致力于红色无机荧光材料并将其应用于白光LED,很少有研究报道将有机材料应用于白光LED的制备。与无机材料相比,有机材料具有更高的发光效率、材料选择范围宽和可实现从蓝光到红光的任何颜色等优点。MEH-PPV做为一种经典的有机发光材料,它具有良好的光学和电学特性、很好的可塑性以及较高的荧光发光效率。本文将不同质量分数的MEH-PPV混合加入到YAG荧光粉中,研究其对白光LED显色指数的影响。2实验2.1ma-aldr创造的荧光光粉实验所使用的LED芯片购于武汉迪源光电科技有限公司,支架购于东莞石排宝昌电子厂,MEH-PPV购于Sigma-Aldrich公司,荧光粉为彩虹LEDYAGMLY—02D型荧光粉,荧光粉胶和封装胶分别采用广州市杰果电子科技有限公司的8866AB硅胶和5212AB硅胶。实验中,使用的扩晶机和金球焊线机分别采用深圳市三合发光电设备有限公司的SH2002型和SH2012型,真空干燥箱为北京科伟永兴仪器有限公司的DZF型。2.2有机材料的气体混合先对芯片进行扩晶、刺晶,然后在LED支架上点Ag胶并固晶;将固好晶片的支架在150℃的烘箱中烘烤1h后取出,焊接Au线;分别将质量分数为0、5、10、15和20%的有机材料MEH-PPV与YAG荧光粉混合,再将混合后的荧光粉分别涂覆在打好Au线的芯片上,在55℃烘箱中烘烤30min;最后安装塑料透镜及点密封胶,将其在设定好温度为120℃的烘箱中固化1.5h,即制备好实验所需的器件。2.3系统测试设备采用杭州远方光电信息公司生产的WY精密数显直流稳流稳压电源供电,测试设备采用的是该公司PMS-50紫外-可见-近红外光谱分析系统,对制备好的白光LED进行测量。3meh-ppv混合质量分数对扶持效果的影响图1为有机红光材料MEH-PPV的吸收光谱。由图可见,MEH-PPV在400~700nm区域有一个很宽的吸收峰,且在550nm左右达到峰值。因此,MEH-PPV的吸收光谱主要位于这个区域。也就是说,MEH-PPV对黄光、绿光有一个较强的吸收作用。图2为在YAG荧光粉中混合不同质量分数时的MEH-PPV吸收光谱。从图可以看到,在400~500nm区域有一个明显的光谱峰值,为蓝光LED芯片发出,峰值波长在445nm左右。在500~700nm区域有一个很宽的发射带谱,且在550和615nm左右出现了两个明显的波峰,其中550nm处是由蓝光光子激发YAG荧光粉辐射出的光谱峰值。结合图1,MEH-PPV在400nm附近的吸光度为0.3,在450~550nm区域吸光度逐渐增强,且在550nm附近达到峰值0.5。也就是说,在此区域,MEH-PPV对黄绿光有一个较强的吸收。当LED芯片发出的蓝光光子被YAG荧光粉吸收,在550nm区域辐射出黄绿光,而部分黄绿光的能量又被有机材料MEH-PPV吸收,在615nm附近激发出红光,使制备的白光LED器件的发射带延伸至700nm,辐射光谱范围变宽,从而补充了蓝光LED芯片激发YAG荧光粉产生白光LED缺失的红色光光谱。随着有机红光材料MEH-PPV混合质量分数的不断增加,445、550和615nm处的光谱峰值逐渐减弱。445和550nm处光谱峰值随着MEH-PPV混合质量分数的增加而逐渐减弱的原因是:随着MEH-PPV混合质量分数越大,其对黄绿光的吸收越强,导致蓝光和黄绿光辐射减弱。然而,红光波段的辐射光谱并没有随着MEH-PPV对黄绿光的吸收增强而增强,反而在逐渐减弱。这可能是由于吸收的光不能实现有效的光辐射转换,而是以热的形式辐射出去,所以导致红光光谱逐渐下降。表1为YAG荧光粉中混合不同质量分数的有机材料MEH-PPV的色比和显色指数变化表。由表1可以看到,随着MEH-PPV混合质量分数的不断增加,显色指数逐渐增大,当MEH-PPV的混合质量分数为15%时,制备的白光LED显色指数最高可达到92.0;而当MEH-PPV的混合质量分数增大到20%时,器件的显色指数仅为79.1。这说明,并不是MEH-PPV的混合质量分数越大越好。虽然MEH-PPV可以补充了蓝光LED芯片激发YAG荧光粉光谱中缺失的红色光成分,但是MEH-PPV对黄绿光也有较强的吸收,所以存在一个最佳的红绿蓝色比,使器件的显色指数达到最高。4多荧光定量对紫外光led显色率的影响有机红光材料MEH-PPV可以被蓝光和黄绿光激发辐射出红光。通过在YAG荧光粉中混合不同质