23 May 2018 - چهارشنبه 2 خرداد 1397
جستجوی مقالات
کلید واژگان
جستجوی پیشرفته
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتیاز:
موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش
مدیر مسئول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبیر:
دکتر شهره روحانی
مدیر اجرایی:
دکتر مریم عطائی فرد
شاپا چاپی:
2251-7278
شاپا الکترونیکی:
2383-2223
دسترسی سریع
آخرین شماره ها
نظر سنجی
نظر شما در مورد سایت نشریه دنیای رنگ چیست؟
مطلوب
نسبتا مطلوب
نیاز به بهسازی دارد
ضعیف

مروری بر انواع رنگدانه‌های معدنی مورد استفاده در لامپ های LEDسفید رنگ

نشریه: سال هفتم - شماره چهارم - زمستان 1396 - مقاله 6   صفحات :  37 تا 46



کد مقاله:
JSCW-2017-09-02-10325

مولفین:
مرجان شیری: دانشگاه بین المللی امام خمینی - گروه مهندسی مواد
امیرمسعود اعرابی: موسسه پژوهشي علوم و فناوري رنگ و پوشش - رنگ‌هاي سراميكي و لعاب
سعيد باغشاهي: دانشگاه بين المللي امام خميني - گروه مهندسی مواد


چکیده مقاله:

یکی از راهکارهای بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش آلاینده‌‌‌‌ها در محیط‌زیست، کاهش مصرف انرژی جهت ایجاد روشنایی است. در این زمینه لامپ‌‌‌‌های LED به دلیل مزیت‌‌‌‌های فراوانی که علاوه بر بازدهی بالا نسبت به سایر انواع لامپ‌‌‌‌ها دارند، بسیار مورد توجه مي‌باشند. ساختار این نوع لامپ‌‌‌‌ها عموما متشکل از یک دیود آبی رنگ و ماده‌‌‌‌ نورتاب معدنی است که روی آن اعمال می‌‌‌‌شود؛ ماده‌‌‌‌ی نورتاب باید دارای طیف نور‌‌‌‌ زرد و یا ترکیبی از قرمز و سبز باشد تا در مجموع رنگ سفید حاصل شود. از آنجایی که نزدیک‌شدن نور تولید‌شده به نور خورشید بسیار حائز اهمیت است، در انتخاب ماده نورتاب عوامل متعددی مورد بررسی قرار می‌‌‌‌گیرند. در سنتز فسفر نورتاب مطلوب برای LED سفید رنگ، افزودن دوپنت‌‌‌‌ها با هدف افزایش شاخص نمود رنگ انجام می‌‌‌‌پذیرد. هدف از این مقاله بررسی انواع مواد معدنی است که می توانند روی دیود اعمال شوند تا نور سفید بدست آید.


Article's English abstract:

One of the ways to optimize energy consumption and reduce pollutants in the environment is to reduce energy consumption for brightness. In this field LED bulbs have attracted a great attention due to many advantages they have over other types of lamps, in addition to high efficiency. The construct of these types of lamps, consists of a blue color diode and a phosphor that is applied to it. Phosphor must be in yellow spectra or a combination of red and green in order to obtain a white color. Since being the light produced close to sunlight is important, several parameters are considered in the selection of materials. In phosphor synthesis for white LED, the purpose of doping is increasing Color Rendering Index. The purpose of this paper is to study a variety of materials that can be applied as phosphorus on a diode to create white light.


کلید واژگان:
دیود نشر‌كننده نور، فسفر، نور آبی، گارنت، نورتابی.

English Keywords:
Light emitting diode, Phosphor, Blue light, Garnet, Luminescence.

منابع:
7. سامعی، ر. سلیمی، ع. ا. صباغ الوانی، ع. ا. سرابی، ح. عیوض محمدلو، "رنگ سنجی و مشخصه یابی نانو بلور فسفر ساخته شده به روش سل-ژل، جهت استفاده در دیودهای ساطع کننده نور"، نشریه علمی- پژوهشی علوم و فناوری رنگ، 6، 101-95، 1390. 56. آ. سلیمانی گرگانی، م. پیشوایی، س. گرجی کندی، ف. نجفی، ي. فلاح، "تهیه دیودهای نورتاب آلی به روش انحلالی، بخش اول: لایه‌‌‌‌های فعال"، نشریه علمی -ترویجی مطالعات در دنیای رنگ، 5، 86-75، 1394.

English References:
S. Jun, H. Seong, S. Unithrattil, Y. Hwa, W. Bin, "Structural and luminescent properties of red-emitting SrGe4O9: Mn4+ phosphors for white light-emitting diodes with high color rendering index", J. Lumin. 172, 99-104, 2016. 2. X. Niu, J. Xu, Y. Zhang, "The spectroscopic properties of Dy3+ and Eu3+ co-doped Y3Al5O12 (YAG) phosphors for white LED", Prog. Nat. Sci. Mater. Int. 25, 209–214, 2015. 3. J. Liu, X. Wang, T. Xuan, C. Wang, H. Li, Z. Sun, "Lu3(Al, Si)5(O, N)12: Ce3+ phosphors with broad emission band and high thermal stability for white LEDs", J. Lumin. 158, 322–327, 2015. 4. W. Guo, Y. Tian, P. Huang, L. Wang, Q. Shi, "Color tunable luminescence in novel Li3Ba2Y3(WO4)8:Tb3+ , Eu3+ phosphor for white LEDs", Ceram. Int. 42, 5427–5432, 2016. 5. K. Park, H. Kim, D. A. Hakeem, "Photoluminescence properties of Eu3+ and Tb3+ doped YAlO3 phosphors for white LED applications ", Ceram. Int. 42, 10526–10530, 2016. 6. R. Cao, M. Peng, E. Song, J. Qiu, "High Efficiency Mn4+ Doped Sr2MgAl22O36 Red Emitting Phosphor for white LED", ECS J. Solid State Sci. Technol.1, 123–126, 2012. U. Kaufmann, M. Kunzer, K. Ko, "Single Chip White LEDs", Phys. Stat. Sol. 192, 246–253, 2002. 9. "LED Phosphor", Dejoo Electronic Materials, http://www.daejoo.co.kr/sub2/sub03.asp?ch=3. 10. W. P. Limited, "Nitride semiconductor light- emitting diodes (LEDs)", Woodhead Publishing, UK, 2014. 11. M. Ghahari, A. M. Arabi, "Preparation of Persisted Luminescence Pigment and Investigation in Glaze Compatibility", Prog. Color Colorants Coat. 5, 55-63, 2012. 12. T. Nakano, Y. Kawakami, K. Uematsu, T. Ishigaki, K. Toda, "Novel Ba – Sc – Si oxide and oxynitride phosphors for white LED", J. Lumin. 129, 1654–1657, 2009. 13. J. K. Park, C. H. Kim, S. H. Park, H. D. Park, S. Y. Choi, J. K. Park, H. Kim, S. H. Park, H. D. Park, "Application of strontium silicate yellow phosphor for white light-emitting diodes", Appl. Phys. Lett. 84, 6–9, 2004. 14. D. Jia, D. N. Hunter, "Long persistent light emitting diode", J. Appl. Phys.100, 0–6, 2006. 15. Y. R. Do, K. Y. Ko, S. H. Na, Y. D. Huh, "Luminescence Properties of Potential Sr1?xCaxGa2S4:Eu2+ Green- and Greenish-Yellow-Emitting Phosphors for White LED", J. Electrochem. Soc. 153,142-146, 2006. 16. S. Ye, F. Xiao, Y. X. Pan, Y. Y. Ma, Q. Y. Zhang, "Phosphors in phosphor-converted white light-emitting diodes: Recent advances in materials, techniques and properties", Mater. Sci. Eng. R Reports.7, 1–34, 2010. 17. "What do we mean by Colour Rendering? ", Lumicrest lighting solutions, http://lumicrest.com/criquality-of-light-explained/. 18. A. Nakatsuka, A. Yoshiasa, T. Yamanaka, "Cation distribution and crystal chemistry of Y3Al5-xGaxO12 (0 ? x ? 5) garnet solid solutions", Acta. Cryst. 12, 266–272, 1999. 19. G. Blasse, A. Bril, "Investigation of Some Ce3+ Activated Phosphors", J. Chem. Phys. 47. 5139-5145, 1967. 20. J. Wang, Z. Li, B. Liu, J. Wang, L. Sun, Y. Zhou, "Mechanism of intrinsic point defects oxygen diffusion in yttrium aluminum garnet: First-principles investigation", J. Am. Ceram. Soc. 95, 3628–3633, 2012. 21. J. L. Wu, G. Gundiah, A. K. Cheetham, "Structure – property correlations in Ce-doped garnet phosphors for use in solid state lighting", Chem. Phys. Let. 441, 250–254, 2007. 22. A. Barreira, H. G. C. Pereira, P. S. C. Schulze, "Light emitting diodes (LEDs) applied to microalgal production", Trends Biotechnol. 32, 422-430, 2014. 23. C. C. Chiang, M. S. Tsai, M. H. Hon, "Synthesis and photoluminescent properties of Ce3+ doped terbium aluminum garnet phosphors", J. Alloys Compd. 431, 298–302, 2007. 24. A. a. Setlur, W. J. Heward, Y. Gao, A. M. Srivastava, R. G. Chandran, M. V. Shankar, "Crystal Chemistry and Luminescence of Ce 3+ Doped Lu2CaMg2(Si,Ge)3O12 and Its Use in LED Based Lighting ", Chem. Mater.18, 3314–3322, 2006. 25. Y. Shimomura, T. Honma, M. Shigeiwa, T. Akai, K. Okamoto, N. Kijima, "Photoluminescence and Crystal Structure of Green-Emitting Ca3Sc2Si3O12:Ce3+ Phosphor for White Light Emitting Diodes", J. Electrochem. 154, 35-38, 2007. 26. Y. Chen, M. Gong, G. Wang, Q. Su, "High efficient and low color-temperature white light-emitting diodes with Tb3Al5O12: Ce3+ phosphor", Appl. Phys. Lett. 91, 1–4, 2007. 27. J. K. Park, K. J. Choi, J. H. Yeon, S. J. Lee, C. H. Kim, "Embodiment of the warm white-light-emitting diodes by using a Ba2+ codoped Sr3SiO5: Eu phosphor", Appl. Phys. Lett. 88, 1–3, 2006. 28. H. S. Jang, D. Y. Jeon, "Yellow-emitting Sr3SiO5: Ce3+, Li+ phosphor for white-light-emitting diodes and yellow-light-emitting diodes", Appl. Phys. Lett. 90, 90–92, 2007. 29. M. P. Saradhi, U. V Varadaraju, "Photoluminescence Studies on Eu2+Activated Li2SrSiO4 a Potential Orange-Yellow Phosphor for Solid-State Lighting", Chem. Mater. 18, 5267–5272, 2006. 30. W. Bin Im, N. N. Fellows, S. P. DenBaars, R. Seshadri, "La1?x?0.025 Ce0.025Sr2+x Al1?xSixO5 solid solutions as tunable yellow phosphors for solid state white lighting", J. Mater. Chem. 19, 1325-1330, 2009. 31. S. H. M. Poort, H. M. Reijnhoudt, H. O. T. van der Kuip, G. Blasse, "Luminescence of Eu2+ in silicate host lattices with alkaline earth ions in a row", J. Alloys Compd. 241, 75–81, 1996. 32. A. Diaz, D. A. Keszler, "Red, green, and blue Eu2+ luminescence in solid-state borates: A structure-property relationship", Mater. Res. Bull. 31, 147–151, 1996. 33. X. Sun, J. Zhang, X. Zhang, Y. Luo, X. Wang, "A green-yellow emitting ?-Sr2SiO4:Eu2+ phosphor for near ultraviolet chip white-light-emitting diode", J. Rare Earths. 26, 421–424, 2008. 34. H. He, R. Fu, X. Song, D. Wang, J. Chen, "White light-emitting Mg0.1Sr1.9SiO4:Eu2+ phosphors", J. Lumin. 128, 489–493, 2008. 35. P. Dorenbos, "F D-Transition Energies in Inorganic Compounds", J. Phys. Condens. Matter. 15, 4797–4807, 2003. 36. W. Bin Im, Y. Il Kim, N. N. Fellows, H. Masui, G. A. Hirata, S. P. Denbaars, R. Seshadri, "A yellow-emitting Ce3+ phosphor, La1-xCexSr2AlO5, for white light-emitting diodes", Appl. Phys. Lett. 9, 91–94, 2008. 37. P. Dorenbos, "Energy of the first 4f7?4f65d transition of Eu2+ in inorganic compounds", J. Lumin.104, 239–260, 2003. 38. C. Guo, D. Huang, Q. Su, "Methods to improve the fluorescence intensity of CaS:Eu2+ red-emitting phosphor for white LED ", Mater. Sci. Eng. B Solid-State Mater. Adv. Technol. 130, 189–193, 2006. 39. D. Jia, X. jun Wang, "Alkali earth sulfide phosphors doped with Eu2+ and Ce3+ for LEDs", Opt. Mater. Amst. 30, 375–379, 2007. 40. W. J. Yang, T. M. Chen, "Ce3+ Eu2+ codoped Ba2ZnS3: A blue radiation-converting phosphor for white light-emitting diodes", Appl. Phys. Lett. 9, 1–4, 2007. 41. M. Nazarov, C. Yoon, "Controlled peak wavelength shift of Ca1-xSrx(Sy Se1-y):Eu2+ phosphor for LED application", J. Solid State Chem.179, 2529–2533, 2006. 42. R. J. Xie, N. Hirosaki, "Silicon-based oxynitride and nitride phosphors for white LEDs-A review", Sci. Technol. Adv. Mater. 8, 588–600, 2007. 43. P. F. Smet, A. B. Parmentier, D. Poelman, "Selecting Conversion Phosphors for White Light-Emitting Diodes", J. Electrochem. Soc.158, 37, 2011. 44. K. Sakuma, N. Hirosaki, N. Kimura, M. Ohashi, R. J. Xie, Y. Yamamoto, T. Suehiro, K. Asano, D. Tanaka,"White light-emitting diode lamps using oxynitride and nitride phosphor materials", IEICE Trans. Electron.88, 2057–2063, 2005. 45. Y. Q. Li, A. C. A. Delsing, G. De With, H. T. Hintzen, "Luminescence properties of Eu2+activated alkaline earth silicon-oxynitride MSi2O2- ? N2+2/3 ? (M = Ca, Sr, Ba): A promising class of novel LED conversion phosphors", Chem. Mater. 17, 3242–3248, 2005. 46. Z. Jin, Y. Wu, Z. Wu, D. Deng, S. Xu, S. Tong, Q. Zhao, B. Zhou, Z. Shao, Y. Ren, H. Yu, S. Xu, "Eu2+ & Mn2+ co-activated Sr3Si6O3N8 green emitting phosphors with enhanced fluorescence emission", Opt. Commun. 322, 224–226, 2014. 47. R. J. Xie, N. Hirosaki, Y. Li, T. Takeda, "Photoluminescence of (Ba1-x Eux)Si6N8O (0.005? x ? 0.2) phosphors", J. Lumin.130, 266–269, 2010. 48 K. Uheda, N. Hirosaki, H. Yamamoto, "Host lattice materials in the system Ca3N2 -AlN-Si3 N4 for white light emitting diode", Phys. Status Solid. 203, 2712–2717, 2006. 49. L. I. U. Chang, Z. Bi, H. A. O. Luyuan, X. U. Xin, "Synthesis and photoluminescent properties of Sr2Si5N8: Eu 2+ red phosphors for white light-emitting diodes", J. Rare Earths. 32, 691–695, 2014. 50. R. Le Toquin and A. K. Cheetham, "Red-emitting cerium-based phosphor materials for solid-state lighting applications", Chem. Phys. Lett. 423, 352–356, 2006. 51. Y. Q. Li, N. Hirosaki, R. J. Xie, T. Takeka, and M. Mitomo, "Crystal, electronic structures and photoluminescence properties of rare-earth doped LiSi2N3", J. Solid State Chem.182, 301–311, 2009. 52. C. Hecht, F. Stadler, P. J. Schmidt, V. Baumann, W. Schnick, "SrAlSi4N7: Eu2+ A Nitridoalumosilicate, Phosphor for Warm White Light (pc) LEDs with Edge-Sharing Tetrahedra", Chem. Mater. 21. 1595-1601, 2009. 53. J. A. Kechele, O. Oeckler, F. Stadler, W. Schnick, "Structure elucidation of BaSi2O2N2 – A host lattice for rare-earth doped luminescent materials in phosphor-converted (pc) -LEDs", Solid State Sci. 11, 537–543, 2009. 54. X. He, N. Lian, J. Sun, M. Guan, "Dependence of luminescence properties on composition of rare-earth activated (oxy) nitrides phosphors for white-LEDs applications", J. Mater. Sci. 44, 4763–4775, 2009. 55. C. Wu, S. Tao, M. Chen, F. Wong, Q. Yang, H. Mo, "Dyes and Pigments Highly efficient blue and white phosphorescent OLEDs based on an iridium complex", Dyes. Pigm. 96, 237–241, 2013. V. C. Bender, T. B. Marchesan, J. M. Alonso, "Solid-State Lighting: A Concise Review of the State of the Art on LED and OLED Modeling", IEEE Ind. Electron. Mag. 9, 6–16, 2015. 58. S. Kappaun, C. Slugovc, E. J. W. List, "Phosphorescent organic light-emitting devices: Working principle and iridium based emitter materials", Int. J. Mol. Sci. 9, 1527–1547, 2008. 59. Ch. Emery, "Self-assembling particles brighten future of LED lighting",19 januaery, Princeton University, https://www.princeton.edu/news/2017/01/19/self-assembling-particles-brightenfuture-led-lighting, viewed 23 November 2017.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 527
تعداد دریافت فایل مقاله : 11