不同检测角度下 LED 荧光体粉末的荧光性质研究

简介

发光二极管（简称LED）是的光源技术，有利于碳排放量的降低。在LED开发中，荧光体的发光效率是非常重要的核心技术。因此，对荧光体合成及特性的研究是目前研究的热门课题。LED荧光体按发光波长分为不同颜色荧光体，如红色、蓝色。目前，已开发红色、绿色、蓝色及黄色四种颜色的光源。但仅利用上述四种颜色的光源组合其他颜色的光源，无论在技术上抑或在成本上都有一定的局限性。如图1所示，通过不同颜色的荧光体混合配置LED的颜色。在此使用的光源多数为近紫外光和蓝色波长，LED荧光体通常具备300nm～500nm的较宽吸光特性。

                   图1.利用荧光体的混合形成白色LED颜色的组合技术

利用荧光分光光度计对LED荧光体等粉末样品进行检测时，选用可填充粉末的固体粉末池和可安装该池的固体样品支架，并按照图2(a)所示的表面检测方法进行检测。但是，如图 2(a) 所示的固定角度固体样品池支架，其入射光角度被固定为65˚，很难按照样品特性检测其*荧光特性，或者反射光会影响荧光检测。

图 2. 固定角度固体样品支架 (a) 与可变角度固体样品支架 (b)的比较图

如图 2(b)所示，可变角度固体样品支架（图3）可调整入射光角度。通过上述功能，不仅可轻易调高荧光强度，防止不必要的反射光流入，检测时还可迅速找到样品检测的*位置。在本实验中，利用Thermo Fisher可变角固体样品支架获取黄色和橙色LED荧光体的激发、发射光谱，确认其特性，同时对不同入射光角度下的荧光强度变化和光流入进行观察。

图 3. 安装固体粉末池的可变角固体样品支架

试剂 & 仪器

1.荧光分光光度计 (Lumina)

2.可变角固体样品支架

3.固体粉末池

4.LED粉末黄色、橙色样品（Ce:YAG，图4）

图 4. LED荧光体粉末（黄色-左、橙色-右）

实验步骤

1.将可变角固体样品支架安装在荧光分光计(Lumina)上。

2.如图 3 所示，将填充LED荧光体粉末的固体粉末池插入支架中。

3.在波长扫描模式下，测量LED荧光体粉末的激发、发射光谱。

4.为比较不同角度下的荧光强度变化和反射光的流入程度，在波长扫描模式下，以10°间隔在15°至75°范围内检测样品荧光特性。"line-height:0.3000pt;mso-line-height-rule:exactly;" > 的颜色。在此使用的光源多数为近紫外光和蓝色波长，LED荧光体通常具备300nm～500nm的较宽吸光特性。

仪器参数

图 5. 波长扫描检测条件(a)黄色样品、(b)橙色样品检测条件

实验结果

利用波长扫描模式检测的LED荧光体粉末的激发、发射光谱如图6所示。通过光谱可确认，所有荧光体在300nm至500nm的近紫外及蓝色波长区域内均具有较宽的吸光特性。

                                波长 (nm)

 图 6. LED 粉末的激发、发射光谱

光角度为45˚时，反射光的流入zui大，容易发生瑞利 . 散射。因此，接近激发波长时也会呈现荧光。以45˚以外的其他角度入射时，光谱不呈现散射，据此可确认，反射光并未流入。

图 7. 在不同入射光角度下的LED荧光强度变化和反射光的变化 （a.黄色样品、b橙色样品）