Academic literature on the topic 'Luminophore'

Ces dernières années les semi-conducteurs à base de InGaN sont devenus attractifs pour des applications d'éclairage. Les sources blanches à base de LED sont de plus en plus utilisées en raison de leur petite taille, leur longue durée de vie et leur faible consommation d'énergie. Malheureusement les LED utilisées dans ces dispositifs subissent une perte de rendement quantique externe quand leur courant d'alimentation augmente. Ceci se traduit par un décalage du maximum d'émission ainsi qu'un élargissement spectral. Ces variations d'émission impactent la conversion de lumière bleue en lumière blanche, ce qui diminue l'efficacité du procédé. Une méthode alternative pour obtenir de la lumière blanche en travaillant à forte puissance serait l'utilisation de diodes laser (DL) à la place des LED. Contrairement aux LED, elles sont moins affectées par les pertes d'efficacité. La puissance lumineuse et le rendement quantique externe des diodes laser augmentent linéairement avec le courant d'alimentation, ce qui maintient la stabilité de la lumière blanche produite<br>In past few years InGaN-based semiconductors have attracted much more attention for application in solid-state lighting sources. Recently, their usage is constantly increasing on worldwide market. High-brightness white LEDs have been used due to their size, long life and energy saving. However, LEDs used in light sources suffer from a loss in external quantum efficiency as an operating current increases. This loss may lead to a shift in peak emission wavelength and broadening of emission spectrum. Laser diodes, in contrary to LEDs, do not suffer this loss. The output power increases linearly with injection current. Moreover, they can reach higher luminosity, for the same power, than LEDs. Additionally, laser-based devices can be operated in reflection mode, allowing for the phosphor to be placed on a reflection substrate that may also act as a heat sink to effectively dissipate heat away from the phosphor

Dans le cadre de l'optimisation des luminophores destinés aux lampes fluorescentes, nous nous sommes intéressés plus particulièrement au luminophore bleu Ba0.9Eu0.1MgAl10O17. Les travaux présentés dans ce mémoire débutent par l'étude de l'influence de quelques fondants sur la microstructure et le rendement de luminescence. Nous avons également étudié l'impact de ces fondants sur les propriétés cristallographiques du matériau et les conséquences sur les propriétés optiques. Dans un deuxième temps nous sommes intéressés à un problème qui subsiste depuis plusieurs années : la perte de luminescence lors de la fabrication des lampes due à l'oxydation du dopant lors du baking (recuit sous air à haute température). Si la cause de cette dégradation est connue, les mécanismes ne le sont toujours pas précisément. Afin de proposer une solution industrielle fiable et applicable, nous devons d'abord comprendre les phénomènes. En combinant diverses techniques d'analyses nous avons eu une nouvelle approche pour expliquer le mécanisme de dégradation, ce qui nous a permis de compléter les études déjà existantes. Au terme de ces travaux, nous avons également proposé une solution que nous pensons directement applicable en industrie mais qu'il reste à optimiser. Enfin, nous avons choisi de rester sur le même matériau pour étudier le vieillissement de tubes fluorescents bleus. Nos résultats montrent que la perte de mercure est la cause principale de la baisse de performances des lampes, et notre étude peut donc s'étendre à d'autres luminophores et aux lampes trichromatiques.

Les oxynitrures dopés terre rare présentent des propriétés intéressantes pour un usage en tant que luminophore pour LEDs blanches. Une nouvelle famille de luminophores dopés Eu2+ ou Ce3+ avec un réseau hôte oxynitrure de structure apatite a été étudiée : La8+xSr2-x(Si/Ge)6NyO26+x/2-3/2y. L’ammonolyse d’un précurseur oxyde de structure apatite a été utilisée comme technique générale de nitruration. Elle a permis de diminuer substantiellement la température de nitruration en comparaison avec la méthode classique par réaction à l’état solide sous atmosphère mixte N2/H2. Les différentes luminescences des luminophores obtenus ont été étudiées et corrélées à la structure cristalline à l’aide de différentes techniques de caractérisation.La structure apatite présente notamment la particularité de proposer plusieurs sites anioniques pour l’introduction de l’azote ainsi que deux sites cationiques pour les ions terre rare activateurs. L’utilisation de nombreuses techniques de caractérisation (IR, Raman, RMN, diffraction des neutrons) a permis d’obtenir des informations sur la position de l’azote. En parallèle, la comparaison des propriétés optiques avec celles de composés réduits sous Ar/H2 a permis d’attribuer les émissions aux différents sites cristallins disponibles dans la structure. Des mesures de rendement quantique ainsi que des tentatives d’optimisation des propriétés de luminescence ont été effectuées<br>Rare-earth doped oxynitrides have attracted much attention as phosphors for white LEDs. A new family of Ce3+ or Eu2+-doped oxynitride phosphors with the apatite structure has been studied: La8+xSr2-x(Si/Ge)6NyO26+x/2-3/2y. The ammonolysis of an apatite oxide precursor has been used as a general method of synthesis, allowing decreasing the nitriding temperature respective to the classical solid state reaction in N2/H2 atmosphere. The luminescence properties of the obtained phosphors have been studied and relationships with the crystalline structure have been drawn.The apatite structure shows several crystallographic sites available for nitrogen as well as two cationic sites for optically active rare-earth ions. Several structural characterization technique have been used (IR, Raman, NMR, Neutron diffraction) and important information has been obtained concerning the nitrogen distribution in the available positions of the crystal structure. Comparison of the luminescent properties with those of compounds reduced under Ar/H2 allowed attributing emissions to the different crystallographic sites available in the structure.Quantum efficiency measurements have been carried out as well as trials for improving the intensity of the luminescent properties

Le marché des diodes électroluminescentes (LEDs) de puissance est en perpétuelle croissance depuis une vingtaine d’années. Le marché de l’éclairage évolue car les besoins ont changé : nous souhaitons, par exemple, aujourd’hui réduire la consommation électrique, ou avoir des éclairages plus flexibles (couleur, cycle d’allumage, encombrement, …). Les LEDs de puissance permettent d’apporter des solutions où les autres éclairages font défauts. Une étude comparative est menée entre les LEDs et les autres sources d’éclairages. Une LED de puissance émettant une lumière blanche est constituée d’une puce semi-conductrice, d’un substrat, d’un PAD et d’une optique primaire. Différentes méthodes permettent d’obtenir de la lumière blanche avec des LEDs : plusieurs puces, une puce avec un ou des luminophores, ou la méthode PRS-LED. Le luminophore a un rôle optique important et un rôle thermique non négligeable. Après avoir été excité par la lumière émise de la puce, il réémet de la lumière dans une longueur d’onde supérieure. L’efficacité de ce processus dépend de nombreux paramètres, comme la mise en oeuvre du luminophore ou le type de luminophore utilisé. L’étude et la caractérisation des propriétés optiques et thermiques sont faites pour des LEDs commerciales, composées d’une même puce émettant de la lumière bleue, avec et sans luminophore jaune. Afin de maitriser le maximum de facteurs, nous avons mené une étude et un dimensionnement du circuit imprimé (PCB) sur lequel va être implanté nos LEDs. Dans le but d’évaluer les matériaux constituant les LEDs, des analyses au microscope à balayage électronique et par microsonde ont été menées. Ces travaux ont permis de révéler, notamment, la position de la jonction p-n dans la puce et la composition de la couche de luminophore par deux types différents. De plus, afin d’améliorer notre compréhension, une étude comparative a été menée sur trois luminophores jaunes. Ensuite, les deux types de LEDs, puce nue et puce avec luminophore, ont été testés dans le but d’obtenir le flux lumineux et le rendement des LEDs. La caractérisation optique nous a amené à créer un banc pour obtenir la luminance énergétique spectrale sur une partie minime de la puce. D’autre part, nous nous intéressons à la température de jonction de la puce nue, que nous mesurons par différentes méthodes, dont la thermographie infrarouge. Pour cela, l’émissivité a été estimée pour la puce nue et la puce avec luminophore. Puis nous comparons aussi ces différentes méthodes pour le calcul de la résistance thermique Rth j-PAD entre la jonction et le PAD. Le maillage de fils conducteurs implanté sur la surface de la puce est modélisé électriquement. Cette étude, qui est composée de niveaux progressifs de modélisation, permet de comprendre la répartition du courant électrique qui traverse la jonction, et ainsi d’appréhender la répartition du flux lumineux et de la température au niveau de la surface de la puce. Après, un modèle thermo-optique décrit les phénomènes présents au niveau de la jonction d’une puce nue : la conversion de la puissance électrique en lumière bleue et en chaleur, et les transferts de chaleur. Nous complétons ce premier modèle pour obtenir un modèle d’une puce avec le luminophore. Ce dernier modèle prend en compte la photo-conversion du luminophore avec le calcul de flux lumineux à la sortie du luminophore et le calcul de la chaleur due à la photo-conversion. La résolution de ce modèle nous permet d’obtenir la température de jonction d’une puce avec luminophore. La conservation d’énergie du modèle est aussi vérifiée. Le modèle thermo-optique est appliqué à une cartographie de température de surface afin d’obtenir une cartographie de la température de jonction. Ces cartographies sont regroupées avec les clichés de thermographie infrarouge et de luminance énergétique<br>The high brightness LED market is constantly growing last twenty years. The lighting market is changing as needs have changed: we would like, for example, reduce power consumption, or have more flexible lighting (color, lighting cycle, dimensions ...). High brightness LEDs help provide solutions where others are lighting defects. A comparative study is conducted between the LEDs and other lighting sources.The operation of a high brightness LED emitting white light is explained with the description of each element: chip, substrate, the PAD and optics. Then the different methods of obtaining white light with LEDs are compared: several chips, a chip with one or more phosphors, or PRS-LED method. The phosphor has a significant optical role and an important thermal role. After being excited by the light emitted from the chip, it re-emits light in a greater wavelength. The effectiveness of this process depends on many parameters, such as the implementation of the phosphor, or the type of phosphor used. The study and characterization of optical and thermal properties are made for commercial LEDs, composed of a single chip emitting blue light with and without yellow phosphor. To master the maximum factors, we conducted a study and design of the printed circuit board (PCB) on which will be implanted our LEDs. In order to evaluate the materials constituting the LEDs, analyzes made at scanning electron microscope, and by microprobe were conducted. This work has revealed in particular the position of the p-n junction in the chip, and the composition of the phosphor layer of two different types. Moreover, to improve our understanding, a comparative study will be conducted on three yellow phosphors. Then the two types of LEDs, bare chip and chip with phosphor, were tested in order to obtain the luminous flux and efficiency of LEDs. The optical characterization has led us to create a bench for spectral radiance over a small portion of the chip. Furthermore, we are interested in the junction temperature of the bare chip, which we measure by various methods, including infrared thermography. For this, the emissivity was estimated for the bare chip and the chip with phosphor. Then we also compare these different methods to calculate the thermal resistance Rth j-PAD between the junction and the PAD. The mesh of conductive wires, implanted on the surface of the chip, is electrically modeled. The study, which is composed of three progressive levels of modeling, provides an understanding of distribution of the electric current through the junction, and thus to understand the distribution of the light flow and temperature at the surface of the chip. Afterwards, an optical-thermal model describes the phenomena present at the junction of a bare chip: converting electrical power into blue light and heat, and heat transfer. We complete this first model for a model of a chip with the phosphor. This model takes into account the photo-conversion of the phosphor with the calculation of the luminous flux at the output of the phosphor and the calculation of the heat due to the photo-conversion. The resolution of this model allows us to obtain the junction temperature of a chip with phosphor. The model of energy conservation is also verified. The optical-thermal model is applied to a surface temperature mapping in order to obtain a mapping of the junction temperature. These maps are combined with pictures of infrared thermography and radiance

Les travaux rapportés à l'intérieur de cette thèse traitent de la synthèse et de la caractérisation des propriétés optoélectronique de complexes hétéroleptiques d'iridium (III). Ces complexes organométalliques peuvent être utilisés entre autres comme luminophores à l'intérieur de cellules électrochimiques émettrices de lumière (LEEC) afin de produire des dispositifs d'éclairage ou d'affichage. Afin que ceux-ci soient commercialement viables, certaines propriétés des luminophores doivent être optimisées. La stratégie de recherche utilisée au cours de cette thèse se base sur une étude rigoureuse de type structure-propriété afin d'optimiser et de rationaliser les propriétés des luminophores synthétisés. Au cours du premier chapitre, des ligands auxiliaires de type 5,5'-diaryl-2,2'-bipyridine ont été synthétisés et ont été utilisés afin d'obtenir des complexes à la forme générale [(C^N)? Ir(N^N)](PF? ). Ces complexes ont démontrés des rendements quantiques supérieurs ainsi qu'une plus grande stabilité à l'intérieur de LEEC que ceux rapportés jusqu'à ce jour dans la littérature. Des hétérocycles non classiques, les aryl-1,2,3-triazoles ont été utilisés au chapitre 2 afin d'obtenir des ligands cyclométalliques nouveaux. Les complexes ainsi formés ont démontré une luminescence variant de jaune à bleu ciel et possèdent un état excité ³CT. Ces mêmes ligands ont été utilisés avec d'autres ligands auxiliaires électron-riches afin d'obtenir des complexes encore plus énergétiques et leurs propriétés ont été analysées au chapitre 3. Finalement, le chapitre 4 fait état des propriétés hors du commun d'un complexe neutre d'iridium comportant un ligand de type pyridyl-thiazinedioxide. Une étude complète des propriétés optoélectroniques a été effectuée afin de démontrer que ce complexe émettait des photons à partir de deux états radiatifs distincts, un cas très rare pour les complexes organométalliques de métaux de transition. [symboles non conformes]