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荧光染料
荧光染料是一些具有特殊结构的化合物,其结构特征主要有以下三点:
(1)、分子内含有发射荧光的基团,如羰基、氮氮双键、碳氮双键等。
(2)、分子内含有助色基团。助色基团使光谱红移并增大荧光效率,如伯胺基、仲胺基、羟基、醚键、酰胺基等。
(3)、分子内含有刚性平面结构的共轭π键。分子内共轭体系愈大平面性愈强其荧光强度愈高。一些能提高共轭度的因素能提高荧光效率,并使荧光波长向长波方向移动。
市场主流的荧光粉是YAG钇铝石榴石荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮化物荧光粉,与蓝光LED芯片相比荧光粉有加速老化白光LED的作用,而且不同厂商的荧光粉对光衰的影响程度也不相同,这与荧光粉的原材料成分关系密切。选用材质的白光荧光粉,使做出的白光LED相比同行在衰减控制方面有了很大的提高。荧光粉在LED制造过程起着的作用。使用绿荧光粉配合黄荧光粉和蓝LED芯片,可获得高亮度白光LED;若使用绿荧光粉配合蓝光LED芯片,可以直接获得绿光;若使用绿荧光粉配合黄荧光粉与蓝LED芯片,可以获得冷调白光;绿荧光粉也可配合红荧光粉与蓝LED芯片而获得白光。白光LED的显指数(CRI)与蓝光芯片、YAG荧光粉、相关温等有关,其中重要的是YAG粉,不同温区的LED,用的粉及蓝光芯片不一样。目标温越低的管子用的粉发射峰值要越长,芯片的峰值也要长,低于4000K温,还要另外加入发红光的粉,以弥补红成分的不足,达到提高显指数的目的,在保持的芯片及粉不变的条件下,温越高显指数越高。在生产中总结出来的经验来看,蓝光与YAG的匹配关系如下:YAG发射峰值/nm蓝光峰值波长/nm530±5450-455540±5455-460550±5460-465555±5465-470这样做出的白光比较白,一般芯片厂家提供的都是主波长,峰值波长要用专门仪器测试,测出来的值一般都比主波长短5nm左右。荧光粉与芯片波长决定了坐标中一条直线,确定了荧光粉与芯片波长。只要增加减少配比都可以调节坐标在此一条直线上位置。
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让LED光更柔和、鲜艳虽然在LED上广泛的应用还是在白光领域,但由于其的优点,采用荧光粉以后,有些LED的光会变得更加柔和或鲜艳,以适应不同的应用需要,在彩LED中也能得到一定的应用,但荧光粉在彩LED上的应用还刚刚起步,需要进一步进行深入的研究和开发。将发光波长有误差的LED重新利用LED的发光波长现在还很难控制,因而会造成有些波长的LED得不到应用而出现浪费,例如需要制备470nm的LED时,可能制备出来的是从455nm到480nm范围很宽的LED,发光波长在两端的LED只能以较低廉的价格处理掉或者废弃,而采用荧光粉可以将这些所谓的"废品"转化成我们所需要的颜而得到利用。
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指的是吸收光能然后荧光那种。荧光粉在吸收和释放能量时分别发生了什么化学(物理)反应?光能是怎么储存在荧光粉里的?荧光粉之所以有荧光现象是因为含有荧光染料。下面解释一下荧光过程中荧光染料分子经历的变化。分子也是由原子核和电子构成,电子具有能量,大致分为原子核对电子的吸引,电子-电子排斥,以及电子相关能量。前两项是经典库仑相互作用,一项来自于量子效应。这几项组合的结果就导致了分子中电子的能量只能去一系列离散值(这也是量子效应),我们通常把这些能量的可能取值叫做电子能级。具有某个能量的电子具有某种对应的运动状态,通常叫做分子轨道。在我们采用一系列近似后,可以认为每个分子轨道上可以放两个电子,这两个电子的自旋相反。一个分子内的电子数目是有限的,但分子能级(及对应分子轨道)的数目无限。分子稳定性要求整个分子体系总能,所以电子会从能量的轨道开始排,N个电子会占据 N/2 个能级,这就是基态的电子构型。电子能级的间距一般为几个电子伏特(eV)。
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