1.4.5旋涂法
旋涂法的的原理是把浆料涂覆在衬底上,将衬底固定在旋转台上,旋转台可以进行转速和时间的设定,通过仪器旋转产生的离心力将涂覆在衬底上的浆料均匀的甩开最终形成质地均匀的荧光浆料薄膜。
旋涂法具有以下优点,首先它所使用的仪器简单且小巧,占地面积小,不会浪费多余的空间;其次旋涂仪的使用操作相对来说容易上手,对操作人员的要求不高;再次旋涂法可以通过控制旋转的速度和时间来控制涂层的厚度和均匀度。
上述的几种方法都有自己的优缺点,但是从操作简易程度、制备周期、制备成本等方面来考虑,本次实验采取更为简便的旋涂法进行制备。
1.5论文主要研究内容及意义
1.5.1研究内容
本篇论文主要研究远程涂覆YAG荧光薄膜这种新型的LED荧光粉涂装方式,使用铋酸盐作为玻璃基体配制出新型的玻璃荧光粉浆料,选择普通的石英玻璃作为玻璃衬底,改变玻璃衬底的表面粗糙程度,将玻璃荧光浆料涂覆在玻璃衬底上制成不同组别的样品。本次试验使用的制备薄膜的方法为旋涂法,利用旋涂仪将自己制备的YAG荧光浆料涂覆在玻璃片上。通过对照试验来探索表面粗糙程度对于YAG:Ce荧光玻璃浆料涂覆的玻璃片的光学性能的影响,同时我们也将改变荧光粉的掺杂种类,探究荧光粉的不同掺杂对于白光LED的色温、发光效率、显色指数等性能的影响。
1.5.2研究意义
白炽灯将电光源带入了人们的起居生活中,从此开创了世界上开始使用电作为照明能源的先河。随着照明技术的不断发展和进步卤钨丝灯也得到了显著的发展,使得白炽灯具有了更好的显色性以及更小的体积,此后人类发展照明工具的步伐从未停止过。钠灯的出现为市场上的照明提供了更多的光源选择,其中高压钠灯可以发射出金黄色的光,与低压钠灯相比,高压钠灯的光谱更加广泛。尽管高压钠灯具有很多优点,但是它的显色指数仍然较低。伴随着照明光源的发展,荧光粉的研究使得荧光灯得以面世,荧光材料通过吸收部分紫外灯放出了紫外线能量,这些紫外线能量通过可见光的形式释放出来就能得到荧光灯,荧光灯克服传统的电磁耦合发光原理,拉开了照明节能的序幕。中村修二在1994年研发出的蓝光LED标志了人类在LED照明领域的里程碑式的进步和新的研究方向,通过将黄色荧光粉与蓝光LED芯片相结合得到的白光LED则标志了以白光LED照明为首的新型照明光源的到来。合成白光LED的最常用的工艺便是蓝光灯片与YAG黄色荧光粉相结合激发出白色的光。这种方法的优点是与多芯片工艺和紫外光激发RGB荧光粉工艺相比其封装工艺更为简便,不足之处是:这种方法中作为激发光源的蓝色光发光效率偏低有待提高;采用波长较为短的蓝光来激发波长较长的光时所消耗的能量较多;荧光粉和有机粘结剂在高温下会出现老化、黄化的情况,这无疑使得白光LED的使用性能和寿命下降;这种方法不易得到低色温的光,这会导致丧失一部分市场;大功率白光LED光的空间分布存在不一致的现象有待改进。而引入YAG荧光薄膜是在一定程度上可以消除和缓解上述的这些问题的方法。
另一方面大功率白光LED合成最常使用的方法为将黄色掺铈的YAG荧光粉涂覆到蓝光灯片上,通过蓝光灯片来激发黄色荧光粉从而合成出白光。这种方法所合成的白光由于在光谱中缺少红色的光,所以导致合成的白光显色指数会比较低,一般普遍低于用三基色合成的白光LED。这里所提到的显色指数是指用来代表光源显色性强弱的参数,如果显色指数高,那么这束光的显色性好,颜色偏近于太阳光,人们看见的光的颜色更加真实也更加舒服,如果显色指数偏低,代表光源的显色性差,光源照射的颜色可能会存在一定程度的失真,使人感到不适。