[发明专利]一种上转换光转换型LED的结温测量方法

说明书

本发明公开了一种上转换光转换型LED的结温测量方法，包括以下步骤：先建立温度测量标准，即上转换荧光粉的第一发射带和第二发射带的相对强度比与温度的关系；检测由与上述材质相同的上转换荧光粉制得的上转换光转换型LED的光谱，并测定第一发射带和第二发射带的强度比；将所得强度比代入建立的温度测量标准，得到该上转换光转换型LED的结温。本发明填补了上转换光转换型LED结温测量的空白，具有操作方法简单、使用成本低、温度测量精准等优点，测量的结温可用于上转换光转换型LED的可靠性评价。

技术领域

本发明涉及LED可靠性评价领域，具体涉及一种上转换光转换型LED的结温测量方法。

背景技术

与传统的白炽灯、荧光灯相比，LED因具有高效节能、环保、稳定性高、寿命长等特点，被认为是二十一世纪能够取代白炽灯和荧光灯的第四代光源。通常所说的LED都是基于下转换发光的。在这种器件中，荧光粉遭受高能光子的辐射易出现光衰现象。与之相比，上转换材料不受光损伤的影响，因此上转换材料可实现更高的亮度。最近，基于上转换发光的LED在照明和显示等方面的应用吸引了人们的高度关注。研究人员已经对上转换光转换型LED的光通量、流明效率等技术参数进行了评价。

然而，对于电子器件脱离可靠性研究技术参数是无实际意义的，可靠性决定了器件寿命的长短。显然，为了促进上转换光转换型LED的应用，可靠性的研究至关重要。结温是影响LED可靠性的关键因素，研究人员已经报导了多种方法用于监测下转换光转换型LED的结温，例如电压法和荧光粉光谱法。遗憾的是，当前没有任何关于上转换光转换型LED结温探测方面的报导。

上转换发光材料需要掺杂Tm³⁺、Er³⁺和Ho³⁺等激活离子作为发光中心。这些离子中心的上转换发光被广泛证实可用于非接触式温度测量。例如，徐时清等人报导Tm³⁺的近红外发射(³H₄→³H₆)和蓝光发射(¹G₄→³H₆)强度比与温度呈良好的线性关系，可用于高灵敏的温度传感[Chem.Phys.Lett.,667(2017)206-210]；郭崇峰等人报导Er³⁺的两个绿光发射(²H_11/2→⁴I_15/2和⁴S_3/2→⁴I_15/2)强度比与温度遵循玻尔兹曼分布率，绝对温度探测灵敏度在490K时达到最大值0.0026K^-1[Chem.Eng.J.,313(2017)65-73]；陈大钦等人报导Ho³⁺的红(⁵F₅→⁵I₈)绿(⁵S₂/⁵F₄→⁵I₈)光发射强度比与温度遵循线性关系，最佳的温度灵敏度高达0.014K^-1[J.Mater.Chem.,4(2016)6516-6524]。综上所述，上转换材料高灵敏的温度传感特性为上转换光转换型LED的结温探测提供了可能。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种上转换光转换型LED的结温测量方法，来解决现有技术不足以测量上转换光转换型LED的结温的缺点。本发明采用的技术手段如下：

一种上转换光转换型LED的结温测量方法，包括以下步骤：

S1、根据上转换荧光粉的激活剂，在上转换荧光粉的光谱中选定第一发射带和第二发射带，检测不同温度下上述上转换荧光粉的光谱，并测定第一发射带和第二发射带的强度比，得到该强度比与温度关系的离散点数据；