荧光粉资料Epdf

浅谈LED荧光粉
一，LED荧光粉的种类
YAG铝酸盐荧光粉，
优点：亮度高，发射峰宽，成本低，应用广泛，黄粉效果较好
缺点：激发波段窄，光谱中缺乏红光的成分，显色指数不高，很难超过85
硅酸盐荧光粉
优点：激发波段宽，绿粉和橙粉较好
缺点：发射峰窄，对湿度较敏感，缺乏好的红粉，不太耐高温，不适合做大功率LED，适合用在小功率LED
氮化物荧光粉
优点：激发波段宽，温度稳定性好，非常稳定红粉、绿粉较好
缺点：制造成本较高，发射峰较窄
硫化物荧光粉
优点：激发波段宽红粉、绿粉较好，
缺点：湿度敏感，制造过程中会产生污染，对人有害,有很强的臭味，会腐蚀支架（属于淘汰的产品但市场有卖假粉的人为了赚取更多的利润，有可以用这种成份的荧光粉来充当好荧光粉）
荧光粉对白光LED光衰的影响
实现白光LED的途径有多种，目前使用最为普遍最成熟的一种是通过在蓝光晶片上涂抹一层黄色荧光粉，使蓝光和黄光混合成白光，所以荧光粉的材质对白光LED的衰减影响很大。

市场最主流的荧光粉是YAG钇铝石榴石荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮化物荧光粉，与蓝光LED 芯片相比荧光粉有加速老化白光LED的作用，而且不同厂商的荧光粉对光衰的影响程度也不相同，这与荧光粉的原材料成分关系密切。

选用最好材质的白光荧光粉，使做出的白光LED 相比同行在衰减控制方面有了很大的提高。

二、介绍常用的YAG成份荧光粉的相关知识
1.YAG合成工艺比较
固相法缺陷：
1)合成温度高、反应时间长
2)对原料品质要求高
3)粉体团聚严重、样硬、需机械破碎、球磨等后处理
4)形貌不规则、颗粒流动性差、无法进一步进行包膜等后处理工艺
5)难以有效地控制粒径分布
控制反应沉淀法
1)合成温度低、反应时间短
2)合成粉体疏松，无需机械破碎、球磨等后处理工艺
3)形貌规则，颗粒呈球形，流动性和稳定性好
4)颗粒粒径可控
5)容易实现包膜等后处理工艺
2.YAG粉体制备流程比较控制反应沉淀法
固相法
三、结果与讨论
1.YAG荧光粉XRD分析
图1不同反应方法制备的YAG荧光粉XRD谱图
(a)商用固相法合成 (b)控制反应沉淀法合成
2.控制反应沉淀法制备YAG前驱体颗粒生长机制及SEM分析
前驱体颗粒生长机制
前驱体SEM分析
图2 颗粒在反应器平均停留时间6h，连续通料(a)10h,(b)15h,(c)20h前驱体颗粒生长形貌图YAG形貌SEM图
图3 不同合成方法制备的YAG粉体的形貌
(a)控制反应沉淀法合成 (b)商用固相法合成
3.YAG粉体荧光发射光谱分析
图4 YAG发射光谱图
结论
1.采用控制反应沉淀法在1200℃成功地制备了由许多大小约1mm的一次粒子紧密团聚而成宏观粒径为9mm左右的球形纯相Y
2.94Al5O12:Ce0.06黄色荧光粉，合成温度比传统的高温固相法降低了约300℃
2.在控制反应沉淀制备球形YAG粉体的过程中，微细粒子的团聚是前驱体颗粒长大的主要方式，连续通料反应20h后，前驱体颗粒球形化程度较好，粒径分布在9mm，因此通过控制反应器内的流体运动状态及连续通料时间能够较好的控制前驱体颗粒形貌及粒径大小，并可以通过优化工艺合成粒径更小的YAG荧光粉。

3.通过荧光光谱分析表明，控制反应沉淀法合成的YAG荧光粉，结晶性好，颗粒形貌规则，分布均匀无烧结，无需进行机械破碎、球磨等后处理工艺。

因此，在465nm激发下发射峰在536nm 附近，发射强度比高温固相法提高了大约12%左右。

四，荧光粉结晶体的对比
1.生产LED荧光粉现在对于很多企业来说并不难，难的是生产出好的荧光粉激发光效高
用量少的球状形的荧光粉来。

2.下面图解两种形状荧光粉
一般企业生产的片状荧光粉
这种片状结晶体的荧光粉激发光效不高且用量是球状荧光粉多一倍左右
这种球状结晶体的荧光粉激发光效高用量少。

3.分析球状荧光粉如下图
能实现LED所用荧光粉生产出来全部球形的企业比较少，这需要一个技术和工艺上的改进，其主要的核心技术都撑握在国外有着丰富的荧光粉生产历程的荧光粉企业。

国内的荧光粉企业需要赶超和追赶国外品牌企业还需要加油。

荧光粉专利知识
关于荧光粉专利的浅谈
白光LED使用的荧光粉有日亚专利的YAG和欧司朗专利的TAG，下文将分别介绍两种荧光粉及它们的专利关系。

YAG主要是Y3Al5O12:Ce以及其变化衍生物(例如在Al内加入Ga)，YAG比较容易做亮。

日亚专利写含Y、Al之石榴石，也就是只要含Y，主体为Y、Al石榴石就抵触。

YAG的变化、YAG的衍生物，还是源于其专利，例如(Y2.999Tb0.001)Al5O12:Ce。

TAG主要是Tb3Al5O12:Ce以及其变化衍生物，TAG比较难做亮。

为了提供高亮度在YAG内加一点Tb，例如(Y2.999Tb0.001)Al5O12:Ce，然后说是TAG，这不正确，不含Y的TAG是欧司朗的专利。

TAG荧光粉不可含Y，含Y会被认定为YAG或其衍生物，只要用EDX就可以测出其中的Y。

使用TAG是为避日亚专利，含Y的TAG可以说是同时侵犯日亚和欧司朗专利。

选择TAG荧光粉一定要注意有没有含Y。

如果在YAG添加微量或少量的其它东西就可以说跟YAG不同，那么(Y2.99999Dy0.00001)Al5O12:Ce
就可算非YAG了，那专利是否就很容易破解了？并非如此，使用YAG抵触YAG专利，使用TAG抵触TAG 专利，使用含Y之TAG却同时抵触YAG及TAG专利。

含Y之TAG 无法与日亚专利完全分别，且同时抵触
YAG及TAG专利。

一般使用TAG是为了避开日亚专利，含有Y的TAG既然无法避开日亚，就失去使用的意义。

另外荧光粉的专利要看是否真的有原创性，是否可以真正执行，例如YAG、TAG已经是日亚跟欧司朗的专利，日亚跟欧司朗之后，使用YAG加蓝光或TAG加蓝光，即使拿到专利，没有原创性，也不能真正执行，如果有人提出白光专利或荧光粉专利，但使用YAG或TAG，那一定要注意是否可以真正执行。

荧光粉的工艺专利，通常不具任何意义，荧光粉成份专利才有意义，例如，某化学物质可以发黄光做为黄光荧光粉，并申请了成份专利，后来的人即使用不同烧结温度或不同工艺制造这个荧光粉，还是违反了专利，简单来说，成份以经被锁住，不管用什么方法做，都侵犯专利。

荧光粉工艺专利没有太多实质执行意义，因为：（1）荧光粉的工艺类似，长久以来都用类似方法在制造荧光粉，如果用以前已经有的方法，并无特异性。

例如荧光粉可用烧结法或溶胶凝胶法制造，长久以来就已经知道且在运用，真正工艺专利，应具有独特步骤并可产生优异效果者。

但当发现独特步骤可产生优异效果，大概不会有人要将他公诸于世 ( 因为工艺专利难以执行，以及很容易避开 )。

（2）工艺专利难以执行。

无法从外观看出荧光粉用怎样的工艺制造出来，更不可能到别人厂里看别人的工艺，也就是难以知道别人是否用专利工艺在制造。

（３）工艺专利太容易避开。

因此，通常不会申请工艺专利，工艺专利可以说无法执行，申请没有太大意义。

荧光粉的工艺，通常是申请成份专利时，摆在附属项。

有些工艺专利，是运用工艺专利将成份或运用专利包含在里面，例如，申请某一荧光粉工艺专利时，在附属项写：如申请范围第一项所制做之荧光粉与蓝光芯片组合制做之白光光源。

这样的专利，必须看是否可以执行。

例如YAG或TAG或其它已拿到专利的荧光粉的白光专利，运用工艺专利要把白光包含进来是无法执行的。

换一种方式来说，如果有人以不同方法制做YAG或TAG然后申请到专利，在他的专利申请范围内写到：如申请范围第一项所制做之YAG荧光粉与蓝光芯片组合制做之白光光源。

或：如申请范围第一项所制做之TAG荧光粉与蓝光芯片组合制做之白光光源，然后说拥有白光专利，实际上这样是无法执行，无法与日亚或欧司朗对抗的。

运用荧光粉工艺专利将成份或运用专利包含在里面，要看荧光粉是否是原创，新发明的。

如果是YAG、TAG
工艺专利包进白光，那白光专利就无法执行，因为日亚跟欧司朗早就发现、运用，如果是发明人发明的一种新荧光粉(没有人发现过的)的工艺专利里面包进白光应用，那这样的专利，白光部份可以执行，因为没有人用这样的荧光粉做白光。

（编辑：科技）
最后补充一点：最近看到很多国内的企业都在打着有自己的专利来提升自己产品的竞争力！但对于一些对专利不了解的客户和工程人员来说确实以为是拿到了什么宝贝一样，其实不然。

荧光粉的专利一定要是发明专利，属于原创类才可以在全世界各国得到认可。

专利的种类：
专利的有分发明专利实用新型专利外观设计专利
荧光粉的专利早就被国外企业所申请了，我们国内有些厂家所申请的专利是属于改良型专利，这个专利也只能在中国市场上得到认可。

如果没有发明专利的专利，他是不可能得到国际市场的认可的。

台湾弘大荧光粉大陆指定经销商东莞市弘呈光电有限公司
以下是芯片与荧光粉之间搭配的CIE图对应参照表
台湾弘大荧光粉大陆指定经销商东莞市弘呈光电有限公司。