无论对于显示器还是照明,从电能转化为光能的发光效率都是非常重要的,其主要反映了输入功率的利用率,发光效率越高,器件的热损耗越小,能量利用率越高。在电致发光器件的研究中,对应的参数为外量子效率(EQE,External Quantum Efficiency):当发光器件通电时,电子和空穴会在发光层结合,产生的能量会激发发光层材料发出荧光/磷光,此时把单位时间内出射到空间的光子数/单位时间内注入到发光层的电子数之比称为器件的外量子效率。白光LED中——以蓝光LED芯片搭配YAG:Ce黄光荧光粉为例——荧光粉只会吸收一部分蓝光并将其转换成黄光,蓝黄搭配才能生成白光。所以究竟有多少比例的蓝光被荧光粉吸收,然后被吸收的蓝光又有多少比例转化成了黄光,这两个参数就很值得关注了:前者叫吸收系数,后者叫量子产率(简写为QY,有时也会用QE表示)。
量子产率反映了荧光粉对激发光的利用率,一般而言越高越好;而对于吸收系数,则不仅与材料分子本身相关,荧光粉的颗粒大小、表面形貌对其也有影响,甚至与实际使用环境中容器中荧光粉的堆放的量和方式都有关系。
此外,一些研究者也会用外量子效率(EQE)来评价荧光粉。外量子效率为量子产率(QY)与吸收系数相乘所得,用于体现荧光粉将所有入射的蓝色激发光转化为黄色荧光的能力。
依然以蓝光LED芯片搭配黄光荧光粉为例:假设100个蓝色的激发光光子打在荧光粉上,有20个蓝色的光子没有被荧光粉所吸收,而被荧光粉吸收的100-20=80个蓝色光子最终转化出了50个荧光发射光的光子。
在这个例子中,量子产率 = 50/(100-20) = 0.625;吸收系数 = 80/100 = 0.8;外量子效率 = 50/100 = 0.5。
而如果第二次测量同样的样品时荧光粉少放了一些,那么100个蓝色的激发光光子就可能只被吸收40个,吸收系数0.4,算出外量子效率为0.25。这种情况显然不利于研究/研发中不同荧光粉材料之间的对比。为了解决这种情况,滨松提供具有固定大小凹槽的石英皿,方便不同测试之间在加样量和荧光粉堆放形状上的一致性。
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