The characterization of Ce/Pr-doped YAG phosphor ceramic for the white LEDs

Phosphor Ceramics for High-power Solid-state Lighting

“…激光是一种具有比 LED 功率密度更高的点光 源，因此 LD 照明需要更有效的散射中心来增加光 的吸收，使蓝色激光束均匀化 [14] 。散射中心对提 高光的吸收和提取效率、 均匀混合泵入光和转换光 以及限制光斑直径实现高亮度照明具有重要作用 [3] 。未经散射和转化的入射蓝光会直接穿过荧光材 料造成"黄环效应"(Yellow Ling Effect)，影响出 光一致性 [15] 。提高光提取效率和一致性的关键在 于提高荧光材料对光的散射， 常见方法有引入气孔 [14,16] 、 引入不发光的第二相 [17][18] 、 表面粗糙化 [19][20] 及表面修饰 [21][22] 等。 Zhang 等 [16] [23][24] 。例如，Liu 等 [18] 制备 了性能优异的 MgAl 2 O 4 -GdYAG:Ce 复相荧光陶瓷， 得益于 MgAl 2 O 4 第二相粒子对光的散射，改变了 光线传播路径， 增加了荧光陶瓷对蓝光的吸收和对 黄光的提取，其示意图如图 1 所示。除此之外，更 多的研究则是添加 Al 2 O 3 作为基质来提高荧光陶 瓷的光提取效率 [10][11][12] 。 图 1 单相陶瓷(a)和复相陶瓷(b)的光传播和转化示意图 [18] Fig. 1 The schematic of light conversion and propagation in monolithic (a) and composite (b) ceramics [18] Wagner 和 Sun 等 [19][20] 研究了荧光陶瓷表面粗 糙度对发光性能的影响， 发现粗糙表面有利于减弱 "全内反射效应" ，从而提高其光提取效率。Sun 等 [19] [3] 。通过调 控基质化学成分 [25][26][27] 、改变发光中心种类 [28][29][30][31] 、 复合红色荧光材料 [32][33][34][35] [38][39] ， 得到的材料 往往存在光提取效率、 热导率和显色指数较低以及 色温偏高等缺点 [26,40] 。目前，多采用以下四种方 法来解决上述问题： 通过引入不发光第二相来解决 光提取效率和热导率偏低问题， 通过调整基质化学 组成、 发光中心种类或复合红色荧光材料等方式来 解决显色指数和色温方面的问题。 具体研究进展分 述如下。 [10] 。因此，Al 2 O 3 -YAG:Ce 复相荧光陶瓷成为目前研究最广泛和最深入的大 功率固态照明用荧光陶瓷材料 [9]…”

“…Ce 3+ /Dy 3+ 、 Ce 3+ /Mn 2+ 、 Ce 3+ /Eu 3+ 、 Ce 3+ /Cr 3+ 、 Ce 3+ /Pr 3+ 、 Ce 3+ /Pr 3+ /Cr 3+ 等 [28][29][30][31] 。例如，Ao 等 [28] 制 备 了 YAG:Ce 3+ /Mn 2+ /Si 4+ 荧光陶瓷，随 Mn 2+ -Si 4+ 掺杂量 的增加，显色指数逐渐提高(61.8→82.5)，相关色温 也随之降低(5196 K→3870 K)，但是流明效率却大 幅降低(115.08 lm/W→14.00 lm/W)。Feng 等 [29] 制备 了 YAG:Ce 3+ /Pr 3+ /Cr 3+ 荧光陶瓷，如图 4 所示，当 Ce 3+ 和 Pr 3+ 共掺杂时，可以增加橘红色波段光的发 射；当 Ce 3+ 和 Cr 3+ 共掺杂时，可以增加深红色波段 光的发射；当 Ce 3+ 、Pr 3+ 和 Cr 3+ 共掺杂时，荧光陶 瓷同时包含 530、609 和 689 nm 等发射峰，获得了 500~750 nm 的超宽发射光谱范围，这得益于 Ce 3+ →Pr 3+ 以及 Ce 3+ →Cr 3+ 之间能量跃迁过程。 有效补充 的红光成分，使最终发光器件的显色指数高达 78。 图 4 YAG:Ce 3+ /Pr 3+ /Cr 3+ 荧光陶瓷的激发和发射光谱 [29] Fig. 4 The PL and PLE spectra of YAG:Ce 3+ /Pr 3+ /Cr 3+ phosphor ceramics [29] (a) YAG:Ce; (b) YAG:Pr; (c) YAG:Cr; (d) YAG:Ce,Pr; (e) YAG:Ce,Cr; (f) YAG:Ce,Pr,Cr…”

Charge compensation engineering for high-performance dolomite-type BaTi(BO3)2:Eu3+ red-emitting phosphor for backlight display applications with a wide color gamut

“…9,10 At this stage, another scheme based on the combination of near ultraviolet (nUV: 380-420 nm) LED chips and red-, green-and blue-phosphors has been reported to show great progress. 6,11 Unfortunately, the current commercially available red phosphor Y 2 O 2 S:Eu 3+ has insufficiencies such as a low luminous efficiency and poor stability, 12 therefore the development of novel efficient and stable red phosphors is still meaningful.…”

Efficient Spectral Regulation in Ce:Lu3(Al,Cr)5O12 and Ce:Lu3(Al,Cr)5O12/Ce:Y3Al5O12 Transparent Ceramics With High Color Rendering Index for High-Power White LEDs/LDs

“…In addition, current strategies with respect to promoting the luminescence properties of TCs mainly focus on adjusting the emission within the orange region (580-620 nm) [17,26]. However, it should be noted that regulating the red region between 650 nm and 750 nm is signi cant to realize a standard white light emission.…”