白光LED荧光粉
白色LED用荧光粉的制备与应用
白色LED 用荧光粉的制备与应用LED 照明是当下具有很高的实用性的照明光源，并且已经成为应用最为广泛的一种照明的光源。
作为照明用的白色LED 更是受到了很大的关注，获得白光LED 共有三种：第一种是荧光粉涂敷光转换法，就是采用荧光粉将紫光或蓝光转换复合产生白光；第二种是多色LED 组合法，由发射不同波长的绿色和红色等的单色的LED 组合而发射复合的白光，第三种是多量子阱法，单一的LED 材料中中进行掺杂。
荧光粉材料的制备方法主要有高温制备和溶液法制备两类方法。
本文主要综述了蓝光转换型荧光粉和近紫外转换型荧光粉的中的典型几种荧光粉材料，介绍了相关荧光粉的发展现状以及相关材料的优缺点1.1 LED 发光原理LED 主要是半导体化合物，例如砷化镓（GaAS ），磷化镓（GaP ），磷砷化镓（GaAsP ）等半导体制成的，LED 的核心是PN 结。
LED 的发光机理是:热平衡的条件下,PN 结中有很多迁移率很高的电子在N 区中, P 区则不同，在P 区中有较多的迁移率较低的空穴, 由于PN 结势垒层的限制, 由于该PN 结势垒层的限制，在正常状态下，不能穿过屏障复合发生;而当施加于PN 结的正向电压，所施加的电场方向由于自建电场方向和所述势垒区与此相反，它减少了势垒高度，该势垒宽度较窄，破坏了PN 结动态平衡发电少数载流子注入，而空穴注入从PN 区面积，在同一地区的电子注入从N 到P 区，少数载流子注入，在多数载流子复合会保持多余的能量在光辐射从而形式的同一区域，直接将电能转换为光能。
自从1965年第一支发光二极管的产生，LED 已经历经50年的发展历程，第一支发光二极管是利用半导体锗材料制作而成的]1[，第一支LED 能够发射出红光；随后在1985年日本Nishizawa 利用液相外延法制备出了使用异质结构的GaAlAs 作为发光材料的LED ]2[，从而使得LED 的封装技术也得到了很大的提高；1993日亚化学公司，在蓝色 氮化镓LED 的研究上取得了重大突破]3[，并且很快的实现了产业化的生产，在1996年实现了白光LED 的发光二极管（white lightEmitting Diodes ），简称白光LED ]4[，将发射黄光粉+31253:Ge O Al Y （YAG ：Ge ）作为荧光粉，涂在发射蓝光的GaN 二极管上，制备出白光LED 。
白光LED光衰原因之荧光粉性能的衰退
白光LED光衰原因之荧光粉性能的衰退，有材料正常的电阻在通电时产生的焦耳热，PN 结产生的热，还有工艺中带来的寄生电阻产生的焦耳热，还有光被吸收后产生的热。
热量的积累使得温度升高，温度升高使得芯片的性能衰退、材料老化、变性。
现在小编就带大家分析一下白光LED 光衰原因之荧光粉性能的衰退。
一、白光LED 光衰原因之荧光粉性能的衰退LED 用的荧光粉受光激发效率随温度的变化关系，似乎还没有相关资料。
已有充分的事实可以证明，温度升高，确实影响到荧光粉的性能和寿命。
有荧光粉厂家做了测试，在温度为80 度时，荧光粉的激发效率降低了2%。
冷却后又恢复。
而这仅仅是做很短时间的一个测试而已。
已说明温度升高，荧光粉的性能下降。
至于不可恢复的性能衰退，则是一个累计的过程，需要一定的时间。
我们也时常会遇到这样的事情，对白光LED 使用或老化一段时间，发现LED 更亮了，见图1。
目前，这种状况对于小功率LED，一般在1000 小时之内发生[注1](这里是指1000 小时的光通量可能还大于初始值，2008 年中期后的产品及贴片产品可接近或达到1000 小时)。
对于大功率封装的LED，这种状况可能维持到2000 小时。
这种状况可能由下列情况产生：图 2 小功率蓝光LED 寿命图若采用较高的电流工作，可以看到，上述的光通量提升期会提前，期间会缩短，寿命大大降低。
小功率封装的LED 这种现象实在太明显了。
大家可以对插件的白光LED 做个20mA 和30mA 的实验对比就很清楚了。
由于插件LED 的支架材料是铁质，导热性能不能满足蓝光芯片的散热要求，。
《2024年白光LED用红色荧光粉的制备及发光性能研究》范文
《白光LED用红色荧光粉的制备及发光性能研究》篇一一、引言随着LED技术的不断发展和普及，白光LED已成为照明领域的重要应用之一。
在白光LED中，红色荧光粉扮演着重要的角色，对LED的发光颜色、亮度和显色性能有着重要的影响。
因此，研究制备高质量的红色荧光粉，对于提高白光LED的性能具有重要意义。
本文旨在研究白光LED用红色荧光粉的制备方法及其发光性能，为相关研究和应用提供参考。
二、红色荧光粉的制备1. 材料准备制备红色荧光粉所需的主要材料包括稀土氧化物、硅酸盐等。
其中，稀土氧化物提供了红色荧光粉的发光元素，而硅酸盐则作为基质材料，起到稳定荧光粉结构的作用。
2. 制备方法本研究采用高温固相法制备红色荧光粉。
具体步骤如下：首先，将稀土氧化物与硅酸盐按照一定比例混合均匀；然后，将混合物在高温下进行煅烧，使原料充分反应并形成稳定的晶体结构；最后，经过粉碎、筛选等工艺，得到红色荧光粉。
三、发光性能研究1. 发光性能指标本研究主要关注红色荧光粉的发光性能指标，包括发光亮度、色坐标、色纯度等。
这些指标反映了荧光粉的发光效果和显色性能，对于评价红色荧光粉的质量具有重要意义。
2. 实验方法为了研究红色荧光粉的发光性能，我们采用光谱分析仪、色度计等实验设备进行测试和分析。
具体步骤如下：首先，将制备好的红色荧光粉与LED芯片进行封装，形成白光LED器件；然后，通过光谱分析仪测试LED器件的发光光谱，得到荧光粉的发光性能参数；最后，利用色度计测试LED器件的色坐标和色纯度等指标。
四、结果与讨论1. 制备结果通过高温固相法制备得到的红色荧光粉具有较好的结晶度和稳定性。
通过SEM和TEM等手段观察，发现荧光粉颗粒均匀、致密，具有良好的分散性和稳定性。
2. 发光性能分析实验结果表明，制备得到的红色荧光粉具有较高的发光亮度和良好的显色性能。
在白光LED中应用时，能够有效地提高LED的亮度和显色性能。
此外，我们还发现，通过调整稀土氧化物的种类和含量，可以进一步优化红色荧光粉的发光性能。
《近紫外激发白光LED用荧光粉的制备和发光性能的研究》
《近紫外激发白光LED用荧光粉的制备和发光性能的研究》篇一一、引言随着照明技术的不断进步，白光LED（Light Emitting Diode）因其高效率、长寿命和低能耗等优点，逐渐成为照明领域的主流光源。
其中，近紫外激发白光LED技术更是受到了广泛关注。
而荧光粉作为白光LED的关键材料，其性能的优劣直接影响到LED的发光性能。
因此，对近紫外激发白光LED用荧光粉的制备和发光性能进行研究，具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、荧光粉的制备1. 材料选择荧光粉的制备首先需要选择合适的原材料。
常用的原材料包括稀土元素、卤化物等。
其中，稀土元素因其独特的电子结构，具有丰富的能级和良好的发光性能，是制备荧光粉的重要原料。
2. 制备方法目前，制备荧光粉的方法主要有高温固相法、溶胶凝胶法、共沉淀法等。
本研究所采用的制备方法为高温固相法。
该方法具有制备工艺简单、成本低、产量大等优点。
具体步骤如下：将选定的原材料按照一定比例混合后，在高温下进行固相反应，得到荧光粉前驱体。
然后对前驱体进行热处理、球磨等工艺，最终得到所需的荧光粉。
三、发光性能的研究1. 发光性能参数荧光粉的发光性能主要表现在发光亮度、色坐标、色温、显色指数等参数上。
其中，发光亮度和色坐标是评价荧光粉性能的重要指标。
2. 实验方法为了研究荧光粉的发光性能，我们采用了光谱分析仪、色度计等设备进行实验。
通过测量荧光粉在不同条件下的发光光谱、色坐标等数据，分析其发光性能。
3. 结果分析通过实验，我们发现制备的荧光粉具有良好的发光性能。
其发光亮度高，色坐标符合白光LED的要求。
此外，该荧光粉还具有较高的显色指数和较低的色温，为近紫外激发白光LED的应用提供了良好的基础。
四、结论本研究成功制备了近紫外激发白光LED用荧光粉，并对其发光性能进行了研究。
实验结果表明，该荧光粉具有良好的发光性能和较高的应用价值。
该研究为近紫外激发白光LED的进一步应用提供了理论依据和实验支持。
白光led用荧光粉的制备工艺流程
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白光LED荧光粉概述
白光LED荧光粉概述白光LED荧光粉概述1 引言在全球气候变化和能源紧张的背景下，节约能源、保护环境成为当今时代的主流，其中寻求高节能的照明光源已受到高度重视. 白光发光二极管(Light EmittingDiode, LED)具有发光效率高、能耗低(仅为白炽灯的1/8)、寿命长(可达10 万h)、无污染等诸多优点，已广泛应用于城市景观照明、液晶显示背光源、室内外普通照明等多种照明领域[1–20]，被认为是替代白炽灯、荧光灯的新一代绿色照明光源.目前，获取白光LED 的主要有效途径有以下几种：(1)蓝色LED 芯片与可被蓝光有效激发的发黄光荧光粉结合组成白光LED[23.27]. 荧光粉吸收一部分蓝光，受激发发射黄光，发射的黄光与剩余的蓝光混合，通过调控二者强度比，从而获得各种色温的白光；(2)采用发紫外光的LED 芯片和可被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色的荧光粉，产生多色混合组成白光LED.制备白光发光二极管大多离不开稀土荧光粉，主要有黄色荧光粉、红色荧光粉及三基色荧光粉等，因此获得化学性质稳定和性能优异的荧光粉成为实现白光LED 的关键. 本文综述了白光LED 用荧光粉的发光机理、制备方法、各种体系荧光粉及荧光粉的性能表征做了较为详细的阐述.2 荧光粉的发光机理发光是物质吸收的外部能量转换成光辐射的过程，是热辐射之外的一种辐射，持续时间超过光的振动周期(10?11 s). 发光材料大多数都是晶体材料，其发光性能与合成过程中化合物(发光材料基质)晶格中产生的结构缺陷和杂质有关，这种局部不完整破坏了晶体晶格的规则排列，从而形成了缺陷能级. 在外部光源激发作用下，电子就会在各种能级间跃迁，从而产生发光现象.目前，获取白光LED 的主要途径为光转换型，即利用波长为430~470 nm的InGaN 基蓝光LED 和可被蓝光有效激发的掺杂稀土的钇铝石榴石Y3Al5O12(YAG)荧光材料结合组成白光发光材料.研究[28]发现，当YAG 的晶体结构中均匀掺入稀土元素时，其发光性能会有很大的提高. 以Ce 为例，由于其发光是由电子的5d?4f 跃迁引起的，跃迁能量受晶体环境影响较大，掺入Ce 不但可显著提高YAG 荧光材料的光转化效率和光通量，降低材料色温，还可通过调节发射光谱位置，适应不同白光色度要求. 刘如熹等[29]证实了这一理论，当YAG 中掺入稀土元素Ce 时，激发的黄光强度随Ce 含量增大而增加；Gd 取代Y 后，发射主峰有红移趋势；Ga 取代Al 时，发射主峰有蓝移趋势. 因而通过调节掺杂元素的种类及含量就可使发射主峰在一定波长内发生变化，见图1(a).然而，此类荧光粉还存在着显色性较差、发光效率不够高、难以满足低色温照明要求等缺点. 相关研究[30]表明，BaYF3中Ce3+→E u2+间存在能量传递，当用263 nm的紫外光激发时，Ce3+的4f 电子跃迁到高能级，然后经过晶格驰豫跃迁到低能级，将一部分能量以非辐射方式传递给Eu2+，使其发射增强，Ce3+将另一部分激发能向基态2F7/2 和2F5/2 跃迁，出现2 个发射强度降低的重叠谱带. 通过Ce3+→Eu2+间能量传递，可获得各种颜色的高效发光，KCaF3 中Ce3+→Eu2+间的能量传递有类似途径，见图1(b)，因此进行多元素的掺杂为克服上述缺点提供了一条思路.图 1 不同Gd 及Ga 取代量的(Y2.95-aCe0.05Gda)(Al5-bGab)O12 荧光粉色度坐标图上的色光位置[29] (a)和Eu2+, Ce3+在不同基质中的能级示意图[30] (b)3 荧光粉的合成进展材料的性能主要由材料的化学组分和微观结构决定，因此粉体的化学成分和制备工艺成为决定荧光粉发光效率的重要因素. 目前荧光粉的制备方法主要有固相法、燃烧合成法、溶胶?凝胶法、溶剂热法、化学共沉淀法、喷雾热解法、等离子体法等.3.1 高温固相法高温固相法是发展最早的合成工艺，也是最常用的荧光粉材料的制备工艺之一. 该工艺相当成熟，在反应条件控制、还原剂使用、助熔剂选择、原料配制与混合等方面都已日趋优化. 该方法的制备过程：首先按一定配比称量满足纯度要求的原料，加入适量助熔剂，充分混合均匀，装入坩埚，送入焙烧炉，在一定条件(温度、保护气氛、反应时间等)下进行烧结，得到产品.Glushkova 等[31]以微米级的Al2O3 和Y2O3 为原料，利用高温烧结方法，在1600℃高温下保温20 h，制备了YAG 粉体，但性能并不理想. 随着对固相法反应机理的进一步认识，通过采用纳米级原料、加入助熔剂等措施来降低烧结温度[32,33]. 研究[34,35]表明，掺入少量硼和磷的化合物不仅可较大幅度降低烧结温度，还能在一定程度上提高磷光材料的发光强度. 与荧光材料相比，磷光材料受激发分子的电子在激发态发生自旋反转，当它所处单重态的较低振动能级与激发三重态的较高能级重叠时，就会发生系间窜跃，到达激发三重态，经过振动驰豫达到最低振动能级，然后以辐射形式发射光子跃迁到基态. 磷光材料的发光的持续时间大于10?8 s，长于荧光材料(小于10?8 s).张书生等[36]以Y2O3(4N), Al(OH)3(AR), Ce2O3(4N)为原料，加入适量助熔剂，于1400℃大气气氛下焙烧数小时，得到中间产物，粉碎后，在1500℃还原气氛下，高温烧结数小时，制得高发光效率的YAG:Ce3+黄色荧光粉. 图2 显示加入合适的助熔剂可提高荧光粉发射峰的强度.图2 不同助熔剂条件下YAG:Ce 荧光粉的发射光谱(激发波长460 nm)[36] 高温固相法合成荧光粉的工艺已相当成熟，应用最普遍，但仍存在固有的缺点：烧结温度高(多在1300℃以上)、反应时间长(约6~8 h)、产品冷却也需要相当长的时间. 由于需经过长时间高温烧结，产物颗粒较大、密度高、硬度大. 为满足实际需要，产物必须进行球磨，既耗时又耗能，且在球磨过程中很可能出现表面缺陷，甚至会使其发光性能大幅度下降. 因此，人们在进一步完善高温固相法的同时，致力于寻求各种温和、快速有效地软化学合成方法来取代它.3.2 燃烧合成法燃烧合成法是指通过前驱物的燃烧合成材料的一种方法，最早由前苏联专家研制，并命名为自蔓延高温合成法(Self-propagating High-temperature Synthesis,SHS). 它是制备具有耐高温性能的无机化合物的一种方法，其过程为：当反应物达到放热反应的点火温度时，以某种方法点燃，依靠原料燃烧放出来的热量，使体系保持高温状态，合成过程持续进行，燃烧产物就是制备的材料. 燃烧过程中发生的化学反应包括溶液的燃烧和材料的分解. 以甘氨酸为例，燃烧过程中的化学反应机理[37]为3M(NO3)3+5NH2CH2COOH→1.5M2O3+7N2+10CO2+12.5H2O, (1)2M(NO3)3→M2O3+6NO2+1.5O2. (2)其中，M2O3 可表示为(Y3/8Al5/8)2O3. 由上述各式可以看出，反应中产生了大量气体，加之反应进行得较为迅速，产物来不及结晶就冷却下来，使前驱物呈现无定形的多孔泡沫状. 所得的前驱物经粉碎、煅烧后，最终制得荧光粉.石士考等[38]利用硝酸钇、硝酸铽、硝酸铝为原料，加入适量甘氨酸进行燃烧反应，将所得前驱物经1450℃高温煅烧制得了纯度较高、尺寸为0.6～1.4 μm的YAG:Tb 荧光粉，如图3 所示.图3 1450℃下烧结所得YAG:Tb 样品的SEM 照片和激发光谱[38] Mukherjee 等[39]将硝酸钇、硝酸铝溶液按比例混合后，加入甘氨酸获得凝胶，进行燃烧反应，制得蓬松状粉体. 在1200℃高温下保温4 h，得到粒径约为30 nm的YAG 荧光粉. 随后掺杂稀土元素，发现由于Eu3+被还原为Eu2+, Ce3+被氧化为Ce4+，导致Eu3+掺杂的YAG:Ce 纳米荧光粉的发光强度大幅度降低.与传统高温固相法相比，燃烧法制备荧光粉过程简单、升温迅速，产品颗粒小、粒径分布均匀、纯度较高、发光亮度不易受破坏，且节省能源、节约成本. 但存在反应过程剧烈难以控制、不易大规模工业生产的缺点.3.3 溶剂(水)热法溶剂(水)热合成法是指在一定温度(100～1000℃)和压强(1～100 MPa)下利用水或溶剂中的物质发生化学反应进行的合成. 其最大的优点是能得到其他方法无法制得的物相或物种，使反应在相对温和的条件下进行，此外所得粉体的组分分布均匀，颗粒大小和形状可控，分散性好，且不必高温煅烧和球磨，从而避免了许多复杂的后处理工艺. 溶剂热合成技术在原理上与水热法十分相似，以有机溶剂代替水大大扩展了水热法的应用范围，是水热法的进一步发展.Inoue 等[40]利用溶剂热法制备了YAG 超细粉体，并对反应机理进行了探讨，指出在溶剂热条件下溶剂较易达到超临界或亚临界状态，即溶剂的压力和温度同时超过其临界点的状态，或溶剂温度高于沸点但低于临界温度，以压力低于临界压力存在的流体状态. 在此状态下，反应前驱物易被溶解且组分分布均匀，成核势垒低，因而可在低温低压下直接形成YAG.李红等[41]以异丙醇溶剂为反应介质，采用溶剂热法在300℃低温下保温10 h，得到了平均粒径为200 nm的球形单分散YAG 粉体，如图4 所示. 通过温度对反应进程的影响分析了YAG 的形成机理，即在一定温度下，前驱体开始溶解脱水，随温度升高，浓度逐渐增大，当达到过饱和溶液时开始析晶形成YAG 晶体.尽管溶剂(水)热法得到了广泛的应用，但也存在明显的缺点：不能应用于对水非常敏感的化合物参与的反应、生产成本高、有机溶剂不易去除、对环境有污染.图4 YAG 粉体在不同温度下烧结10 h 后的XRD 谱和TEM 照片[41]3.4 溶胶?凝胶法溶胶?凝胶法是20 世纪60 年代发展起来的一种制备无机材料的新工艺，已广泛应用于制备纳米发光材料.溶胶?凝胶法分为两类：原料为金属醇盐溶液的醇盐溶胶?凝胶法和原料为无机盐的水溶液溶胶?凝胶法. 其基本原理为：金属醇盐或无机盐溶于溶剂(水或有机溶剂)形成均质溶液，溶质与溶剂发生水解或醇解反应形成溶胶，将溶胶经过蒸发干燥转变成为凝胶，凝胶再经干燥、烧结，最后制得所需无机化合物.与传统方法相比，溶胶?凝胶法具有明显的优点：工艺过程温度低、使材料的制备过程易控制、节约能源，原料的混合可达到分子级，产物化学均匀性好，且可对产品的粒度进行有效控制.蒋洪川等[42]利用溶胶?凝胶法，以冰乙酸为催化剂制备了粒径约为1 μm 的Y3Al5O12:Ce3+, Tb3+稀土荧光粉，粉体最大激发波长为273 nm，最大发射波长为545nm，色坐标为x=0.331, y=0.558.Kottaisamy 等[43]利用溶胶?凝胶法，在低温条件下制备了钆或镧共掺杂的YAG:Ce 荧光粉，并研究了共掺杂对粉体结构和发光性能的影响，结果表明，2 种元素的掺杂导致了其荧光谱发生了不同程度的红移，钆或镧共掺杂的YAG:Ce 荧光粉的色坐标由原来的(0.229,0.182)分别增加到(0.262, 0.243), (0.295, 0.282)，更加接近标准白光(0.333, 0.333)，见图5.溶胶－凝胶法的不足在于生产流程过长，成本高，所制前驱体凝胶洗涤困难，干燥时易形成二次颗粒，在热处理时会引起粉体颗粒的硬团聚，使最终制备的粉体分散性较差，且醇盐有较大毒性，对人体及环境都有危害.图5 YAG:Ce, Gd 或YAG:Ce, La 及其与YAG:Ce 混合后在蓝色LED 激发下得到的色坐标图[43] 3.5 化学共沉淀法共沉淀法是现阶段荧光粉合成中应用较多的一种方法，其主要过程为：在含有2 种或2 种以上金属离子的混合溶液中加入沉淀剂(OH?, CO32?, C2O42?等)，使原料溶液中的阳离子形成各种形式的沉淀物，再经过滤、洗涤、干燥、烧结得到高纯超细粉体材料. 沉淀法克服了固相法中原料难混合均匀的缺点，实现了原料分子水平上的混合，低温下直接制备粒度可控、高分散、化学均匀性好、纯度高的粉体，但颗粒的形貌难以控制.张凯等[44]以硝酸铝、硝酸钇、硝酸铈为母盐，NH4HCO3 和NH3·H2O 为复合沉淀剂，利用共沉淀法制备了前驱体，将其在1000℃高温下煅烧，得到荧光粉.粉体形状近球形，平均粒径为80 nm. 研究发现，YAG:Ce 荧光粉激发光谱不随铈浓度的增加而改变，发射光谱发生红移. 袁方利等[45] 采用共沉淀法，以NH4HCO3 为沉淀剂，在1200℃下烧结得到纯度很高的YAG:Ce 荧光粉，并发现随焙烧温度升高，发射光谱发生红移，且发生峰强度越来越高(如图6 所示).图6 1300℃烧结后得到的YAG:Ce 粉体的SEM 照片和不同烧结温度下得到的YAG:Ce 粉体的发射光谱图[45]3.6 喷雾热解法喷雾热解法是近年来新兴的合成无机功能材料的方法，该方法制备的发光材料一般具有均匀的球形形貌，颗粒微细，组成均匀，有利于提高材料的发光强度，还可改善发光材料的涂敷性能并提高发光显示的分辨率. 喷雾热解法可实现产物粒子成分可控，且操作过程简单，可连续生产，产量较大，成本低廉，其缺点是易产生空心结构的球形颗粒.Kang 等[46]采用喷雾热解法制备了球形YAG:Eu 粉体，并对其结晶度、结构、形态及发光性能进行了研究.表明粉体在1000℃下烧结就可完全转化为纯YAG 相，远低于固相法的烧结温度；颗粒大小随溶液浓度升高而增大；通过对其发光性能的测试，得到铕元素最合适的掺杂浓度1.3%(at)，并发现粉体的阴极发光性能随烧结温度的升高而增强.黎学明等[47]采用喷雾干燥法获得前驱体，然后在活性炭提供的还原气氛中，1100℃下烧结5 h 后，得到YAG:Ce3+粉体. 研究发现，加入柠檬酸有助于保持荧光粉的形态，加入适量助熔剂NaF 能显著降低荧光粉的热解温度. 他们将所制荧光粉进行封装，测得其色标为x=0.3184, y=0.3419，色温为6165 K，相关光谱分析结果见图7.图7 YAG:Ce 的激发光谱和发射光谱和白光的LED 发光光谱[47]4 白光LED荧光粉的分类4.1 蓝光转换型荧光粉4.1.1 蓝光激发的黄色荧光粉（1）YAG: Ce3+ 采用蓝光LED 芯片加黄色荧光粉的方法产生白光是基于补色混光的原理,一部分蓝光被荧光粉吸收, 激发荧光粉发射黄光,发射的黄光和剩余的蓝光混合得到白光。
2024年白光LED用荧光粉市场分析现状
2024年白光LED用荧光粉市场分析现状1. 引言白光LED（Light Emitting Diode）是一种具有高光效和长寿命的照明光源，广泛应用于室内和室外照明、显示屏以及智能设备等领域。
而白光LED中的关键组成部分之一就是荧光粉。
本文将对白光LED用荧光粉的市场现状进行分析，以期提供行业发展参考。
2. 白光LED用荧光粉市场概述随着白光LED市场的迅速发展，对荧光粉的需求也日益增长。
荧光粉可以将蓝光转化为黄、红光，从而实现白光发光。
在白光LED市场中，荧光粉被广泛应用于提高色域和色温的调节，以及改善光源的色彩再现性。
3. 白光LED用荧光粉市场竞争情况目前，白光LED用荧光粉市场存在着较为激烈的竞争。
主要的荧光粉制造商包括台湾奇美材料（QMC）、日本尼晶（Nichia）等。
这些厂商在荧光粉的研发、生产和销售方面都累积了丰富的经验，凭借技术实力和品牌优势占据市场份额。
4. 白光LED用荧光粉市场发展趋势白光LED用荧光粉市场的发展呈现以下趋势：4.1 高效节能趋势随着环境保护和能源节约意识的提升，市场对高效节能的白光LED需求不断增加。
荧光粉作为白光LED的核心组成部分之一，需要不断提高其转化效率和光谱特性，以满足市场对高效节能照明产品的需求。
4.2 光质提升趋势消费者对照明产品的光质要求越来越高，对色彩还原度、色温调节等方面提出了更高的要求。
荧光粉的研发和应用需要更加注重光质的提升，以满足不同场景下的照明需求。
4.3 新兴应用领域的发展白光LED用荧光粉除了在传统照明领域应用广泛外，还在室内装饰、农业照明、医疗照明等新兴应用领域发展迅猛。
随着这些应用领域的扩大，对更多类型的荧光粉进行研发和生产的需求也相应增加。
5. 白光LED用荧光粉市场前景展望随着白光LED市场的不断发展壮大，白光LED用荧光粉市场有望继续保持稳定增长。
未来几年内，高效节能、光质提升和新兴应用领域的需求将促使荧光粉行业进行更多的创新和研发。
白光led光谱发光原理
白光led光谱发光原理
白光LED（Light Emitting Diode，发光二极管）的光谱发光原理主要有两种：色温混合和荧光粉转化。
1. 色温混合：白光LED通过将不同色温（色温指光源的颜色冷暖程度）的LED芯片组合在一起，通过调节不同颜色LED 芯片的亮度和比例来实现白光发光。
常见的是将蓝光LED、绿光LED和红光LED芯片组合在一起，蓝光LED通过荧光材料的激发产生黄光，然后与绿光LED和红光LED混合，形成白光。
2.荧光粉转化：白光LED也可以通过使用荧光粉来转化较短波长的LED芯片发出的光至较长波长的光。
荧光粉是一种能将紫外光或蓝光转化为可见光的材料。
白光LED内部使用蓝光LED芯片，通过在蓝光周围涂覆一层荧光粉，当蓝光通过时，荧光粉吸收部分蓝光并重新辐射出黄光，再与蓝光混合形成白光。
这两种原理都可以实现白光发光，具体使用哪种方式取决于不同的应用需求和制造商的选择。
白色led原理
白色led原理白色LED原理白色LED，即白光发光二极管，是一种发出白色光的固态光源，广泛应用于照明、显示和通信等领域。
它的工作原理是基于半导体发光技术，结合了蓝光LED和荧光粉的发光机制。
让我们来了解一下LED的基本结构。
LED是由P型半导体和N型半导体材料构成的。
当两种半导体材料结合在一起时，形成了一个P-N结。
当外加电压施加在P-N结上时，电子和空穴会在P-N结中结合并发射光子，产生光电效应，从而发光。
而白色LED的制造过程则更为复杂。
白光LED的原理是通过蓝光LED激发荧光粉发光来实现的。
蓝光LED本身只能发出蓝色光，但通过在蓝光LED上覆盖一层荧光粉，当蓝光激发荧光粉时，荧光粉会发出黄色光。
蓝光和黄色光叠加在一起就会呈现出白光的效果。
在白光LED中，荧光粉的种类和厚度的不同会影响发光效果。
选择合适的荧光粉可以调节白光LED的色温和色彩表现，使其更加符合不同场合的需求。
除了蓝光LED和荧光粉的组合外，还有一种实现白光LED的方法是通过RGB三基色混合发光。
即将红、绿、蓝三种颜色的LED组合在一起，通过不同的亮度和混合比例来调节发出的白光颜色。
这种方式可以实现更广泛的白光色温选择，但成本较高，用途较为有限。
白色LED的应用非常广泛，从家庭照明、汽车车灯、手机屏幕到大屏幕显示器等各个领域都有涉及。
它具有节能、环保、寿命长等优点，逐渐取代了传统的白炽灯和荧光灯，成为了未来照明的主流产品。
在技术不断进步的今天，白色LED的发展也在不断创新。
随着材料科学、光电子学等领域的发展，相信白色LED将会有更广阔的应用前景，为人们的生活带来更多便利和舒适。
愿未来的白色LED技术能够不断进步，为人类创造更加美好的生活环境。
led荧光粉材料介绍
红色荧光粉
种类
应用
硅酸盐型、铝酸盐型、锡酸盐型等。
红色LED灯珠、显示器背光、照明等。
特性
发射波长范围广，色温稳定，亮度高， 寿命长，成本低。
绿色荧光粉
种类
硅酸盐型、铝酸盐型等。
特性
色纯度高，亮度高，稳定性好，寿命长。
应用
绿色LED灯珠、显示器背光、照明等。
蓝色荧光粉
种类
硅酸盐型、铝酸盐型等。
高温荧光粉
开发能在高温环境下稳定发光的 荧光粉，拓展LED在高温环境下
的应用领域。
长波长荧光粉
研究开发长波长荧光粉，提高 LED在红色和红外光区的发光性
能。
高效蓝色荧光粉
寻找高效、稳定的蓝色荧光粉， 解决蓝色LED的效率瓶颈问题。
LED荧光粉的市场前景与发展趋势
市场规模
随着LED照明的普及和市场份额的扩大，LED荧光粉市场规模也将 不断增长。
特性
色纯度高，亮度高，稳定性好，寿命长。
应用
蓝色LED灯珠、显示器背光、照明等。
黄色荧光粉
种类
01
硅酸盐型、铝酸盐型等。
特性
02
色温稳定，亮度高，稳定性好，寿命长。
应用
03
黄色LED灯珠、显示器背光、照明等。
紫外荧光粉
种类
硅酸盐型、铝酸盐型等。
特性
发射波长范围广，色温稳定，亮度高，寿命长。
应用
紫外LED灯珠、UV固化、消毒杀菌等。
05
LED荧光粉的挑战与前景
荧光粉的性能提升与改进
发光效率
通过优化荧光粉的合成工艺和配 方，提高荧光粉的发光效率，从
而降低能耗和提高照明效果。
稳定性
白光LED荧光粉课件PPT
燃烧法
水热法
将金属盐与有机燃料混合，经过点燃燃烧 得到荧光粉。
在高温高压的水溶液中，使原料发生水热 反应，形成晶体，经过洗涤、干燥等步骤 得到荧光粉。
荧光粉的涂覆工艺
涂覆方法
将荧光粉涂覆在LED芯 片上，可以采用点涂、 线涂、喷涂、印刷等方
法。
涂覆厚度
荧光粉的涂覆厚度对白 光LED的光效和色温有 影响，需要根据实际需
突破点
在荧光粉的制备技术、光学性能优化和环保材料应用等方面取得突破，为白光LED荧光粉的进一步发展提供了有 力支持。
荧光粉的未来发展方向与挑战
未来发展方向
白光LED荧光粉将继续向高效化、环 保化和智能化方向发展。提高发光效 率、降低能耗、优化色彩品质和智能 化控制是未来发展的重点方向。
挑战
随着市场的不断扩大和技术的发展， 白光LED荧光粉面临着成本、性能和 环保等方面的挑战。如何降低成本、 提高性能和实现环保生产是当前需要 解决的重要问题。
特性
荧光粉具有高亮度、低能耗、长 寿命等优点，同时其色彩稳定性 好，能够发出各种颜色的可见光 。
荧光粉的种类与特性
稀土元素荧光粉
过渡金属荧光粉
以稀土元素为激活剂的荧光粉，如硅 酸盐、铝酸盐等，具有较高的发光效 率和稳定性。
以过渡金属元素为激活剂的荧光粉， 如氮化物、硫化物等，具有较宽的发 射光谱范围和较高的发光效率。
详细描述
通过加速老化等手段，可以测试荧光粉在长时间使用过程中 的性能衰减情况，了解其寿命和稳定性，为实际应用提供参 考。
04 白光LED荧光粉的市场趋 势与未来发展
荧光粉的市场规模与趋势
市场规模
随着LED照明市场的不断扩大，白光LED荧光粉市场规模也在持续增长。根据市 场研究报告，未来几年内，全球白光LED荧光粉市场规模预计将以年均5%以上的 速度增长。
白光LED的实现方法都有哪些内容
白光LED的实现方法都有哪些内容白光LED的实现方法：1、蓝光LED+不同色光荧光粉其实，白光LED并不是用半导体材料本身直接发出白光，而是由蓝光LED激发涂布在其上方的黄光YAG荧光粉，荧光粉被激发后产生的黄光与原先激发的蓝光互补而产生白光。
通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合而得到的白光，其显色性较好。
目前这种方法所用荧光粉的有效转换效率较低，尤其是红色荧光粉的效率需要较大程度的提高。
随着蓝光晶粒发光效率的不断提高以及YAG荧光粉合成技术的逐渐成熟，用蓝光晶粒与黄光荧光粉封装的白光LED已成为目前较成熟的白光LED产品。
利用以上方法封装出来的白光LED有两个严重的问题迟迟没有解决：a、均匀度问题。
因为激发黄光荧光粉的蓝光晶粒实际上参与白光的配色，所以蓝光晶粒发光波长的偏移、强度的变化及荧光粉涂布厚度的改变均会影响白光LED的均匀度。
b、利用蓝光晶粒配上黄光荧光粉的白光LED技术，具有白光色温偏高，显色性偏低等问题。
2、紫外光或紫光(300-400nm)LED+RGB荧光粉用此外光或紫光LED和RGB荧光粉来合成白光LED的原理和日光灯的发光原理是类似的，但它比日光灯的性能更优越，紫光(400nm)LED的转换系数可达0.8，各色荧光粉的量子转换效率可达0.9。
另外还可用紫外光LED激发三基色荧光粉或其它荧光粉，产生多色光而混合成白光。
该方法同样存在所用荧光粉的有效转化效率较低，尤其是红色荧光粉的效率须大幅度的提高的问题。
另外目前转换效率较高的红色和绿色荧光粉多为硫化物体系，这类荧光粉的发光稳定性较差，光衰较大，因此，开发高效的、低光衰的白光LED用荧光粉已成为一项迫在眉睫的工作。
3、利用三基色原理将RGB三种超高亮度LED混合生成白光利用三基色LED直接封装成白光LED的方法是zui早用于制成白光LED的方式，其优点是不需要经过荧光粉的转换，而由红，绿，蓝光LED直接配成白光。
除了可以避免荧光粉转换的损失而得到较佳的发光效率外，更可以分开控制红、绿、蓝光LED的发光强度，达成全彩的变色效果(可变色温)并可由LED波长及强度的选择得到较佳的演色性。
探讨白光LED用新型荧光粉的应用
中，奠定 了门光 ＬＥＤ的 良好发展态势 ．．ＬＥＤ出现较早 ，但是 其快 度 、发射峰宽 、成本低 、应用 广泛 、发光效果 较好引起 了广泛 的关
速发展需要追溯到上世纪末期 ，美 国 、日本 、德 国等国家竞相展开 注 ，但是 这类 荧光粉发射光谱单一 ，在实际应用 中耐湿性差 、合成
ＬＥＤ和半 导体技术 的研究 ，推进了 ＬＥＤ快速 的发展 。
粉 已成 为…项迫在眉睫 的工作。
土离子 ，各种新 型荧光粉在我们 的 日常生活中还有着各种 用途 。
１．４蓝光 ＬＥＤ芯 片 ＋黄 色荧 光粉 ，使 黄色荧光粉 发出黄光 ，ＬＥＤ ３．１荧光粉在 电视机与计算机 中的应用
发出的另 一部分蓝光透射 出来 ，由荧光粉的黄光与透射 出的蓝 光
发 出的多种 可见光也可 以复合成 白光 。该方法显 色性更 好 ，制造 ３ 白 光 ＬＥＤ 用 荧 光 粉 的 应 用
简单 ，成本较低 ，未来具有广阔的发展前景。但这类荧 光粉发光稳
过去几十年 ，荧光 粉 由于其独 有的物理 和化学特 性 ，引起 了
定性 差 、光衰较 大 ， 此开 发高效 的 、低 光衰 的 白光 ＬＥＤ用荧 光 广泛关 注。荧光粉除 了在 白光 ＬＥＤ中的应用外 ，经 过掺 杂各种稀
近年来 ，稀土荧光粉被 广泛 用在彩色 电视机 中。彩色 电视 由
组成 白光 。该方法具有稳定性好 、制造简单 、成本低 等优 点 ，是 目 于彩色显象管 中发 射红 、绿 、蓝光 的三种基 色荧 光粉在 电子束作
前工 艺较 成熟 的一种 ，大部分 白光 ＬＥＤ的制造均采用此方法。 用下发出不 同的亮度 的三色光 ，［大ｊ此可 以传播天然色彩
下 几 种 方 法 。
白光LED荧光粉的分析
SBT 104
Domain: 570nm
60 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
Temp. (degree)
一、发光材料的发光机理
5、其他要求 • 晶格完整性高，晶体表面破坏较小：大功率荧光粉晶格完整性高于小功率荧光粉，所以亮度也高。 • 形貌规则，尽可能是规则的多面体或者球形——后处理工艺要求较高； • 颗粒度一致性高，分布均匀——分级技术及工艺非常重要；
20
0
500
550
600
650
700
Wavelength /nm
Ga
Y3Al5O12:Ce
100
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Wavelength /nm
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Al Ga
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Wavelength /nm
三、LED荧光粉的主要种类
•
另一类具有代表性的黄色荧光粉是：碱土金属正硅酸盐荧光粉（Ba/Sr/Ca）SiO4:Eu
• 一般在实际应用中，应根据红色荧光粉的光谱性质具体要求具体分析，不同波长的荧光粉掺 加量有很大的区别，对封装结果的影响也有很大的区别。
三、LED荧光粉的主要种类
由于氮化物荧光粉制备技术要求较高，市场垄断程度也较高，近年来有不少研究人员在开 发替代产品方面做了不少工作，他们的研究内容主要集中于以下几个领域： 1、硅酸盐橙色－红色荧光粉的开发，希望能够开发出以硅酸盐为基质材料的长波长红色荧光 粉； 2、碱土金属硫化物红色荧光粉的薄膜处理，通过二氧化硅薄膜以提高荧光粉的稳定性； 3、结合近紫外芯片的研究，开发以碱金属钨钼酸盐为基质的红色荧光粉；
白光LED荧光粉的制备实验和测试表征手段
白光LED用Na3MgZr(PO4)3:R(R=Dy3+,Eu3+,Sm3+)荧光粉的制备实验和测试表征手段2.1样品的制备方法本实验采用高温固相合成法制备以Na3MgZr(PO4)3为基质，掺杂稀土离子RE（Dy3+,Eu3+,Sm3+）的LED荧光粉，以碳酸钠（Na2CO3），碱式碳酸镁（4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O），硝酸锆（Zr(NO3)4·5H2O），磷酸氢二铵（(NH4)2HPO4），氧化铕（Eu2O3），氧化镝（Dy2O3），氧化钐（Sm2O3）为原料，按照化学计量比用电子天平精确称取。
称好后放入玛瑙研钵中并加入几滴无水乙醇作为分散剂充分研磨，研磨过程中酒精挥发，最终得到研磨均匀的白色粉末。
将其置于氧化铝坩埚中，在电阻炉中1050℃下煅烧一段时间，待样品冷却后研磨，即可得到一系列粉末样品，放入样品管准备测XRD，发光等性能。
固相反应是通过固体原子或离子的扩散和运输来完成的。
反应最初是在反应物接触点处发生的，之后逐渐扩散至物相内部进行反应。
因此，将反应物充分混合均匀，以增大反应物的接触面积使原子或离子的扩散运输容易进行，提高反应速率。
另外，在一定高温下长时间反应，可提高样品的结晶度和纯度。
2.2主要实验试剂及仪器本实验中涉及到试验试剂和药品如下表所示:表2.1：实验所使用的试剂表2.2：实验所用的仪器2.3 稀土离子激活的Na3MgZr(PO4)3基荧光粉的制备按照相应的化学计量比，用电子天平尽量精确称取相应的反应物（Na2CO3，MgO，Zr(NO3)4，(NH4)2HPO4，Eu2O3，Dy2O3，Sm2O3）放入玛瑙，加入适量无水乙醇研磨。
样品粉末混合均匀后，将样品置入氧化铝坩埚放入高温电阻炉，1050℃保温8小时后冷却，取出研磨均匀得到样品。
制备样品:Na3MgZr(PO4)3:xDy2O3（x=0.002，0.005，0.01，0.02，0.03）Na3MgZr(PO4)3:xEu2O3（x=0.002，0.005，0.01，0.02，0.03）Na3MgZr(PO4)3:xSm2O3（x=0.002，0.005，0.01，0.02，0.03）2.4性能测试与表征2.4.1 X射线粉末衍射（XRD）样品的物相用Rigaku D/max﹣2400型X射线粉末衍射仪进行分析。
白光LED荧光粉的特性
白光LED荧光粉的特性、发展和应用近年来能源紧缺，地球暖化，威胁人类安全，哥本哈根会议未能达成实质协议。
低碳经济成为时尚的号角，具有节能环保特点的LED成为低碳经济产业的新宠。
提高白光LED的发光效率，成为LED产业中芯片制造者和荧光粉工程师最为紧迫的任务。
本文从荧光粉的性质、白光LED荧光粉的发展到LED荧光粉的应用阐述自己的认识，与广大读者交流。
一、荧光粉的特性1. 定义荧光粉是在一定激发条件下能发光的无机粉末材料，这些材料应是粉末晶体。
在人类文明史中荧光粉起着至关重要的作用，特别是在信息时代的今天，荧光粉已成为人们日常生活中不可或缺的材料，它广泛应用于货币的防伪标识，手机、电脑显示器，彩色电视荧光屏，医院胸透设备、机场安检、消防指示牌，车灯，道路照明、室内照明，在工业、农业、医疗、国防、建筑、通讯、航天、高能物理等诸多领域有着广泛的用途。
2. 荧光粉的分类有多种方法(1)按照激发的方式可分为：(2)按激发光的波长的分类如表1所示。
表1 光波长的划分(3)按照基质材料分类情况及代表性材料如下：硫化物：CaS∶Eu2+，SrS∶Eu2+，CaSrS∶Eu2+，Dy2+，Er3+红色荧光粉;氧化物：Y2O3∶Eu2+，Lu2O3：Eu3+(Lu=Y，Gd，La);硫氧化物：Y2O2S∶Eu3+;氮化物：BaSi7N10;氮氧化物：SrSi2O2N2∶Yb2+;CaSi9Al3ON15∶Yb硅酸盐：CaAlSiN3∶Eu2+;BaSrSiO4∶Eu2+;磷酸盐：Sr2P2O7∶Eu2+，Mn2+;铝酸盐：Y3Al5O12∶Ce3+;Tb3Al5O12∶Ce3+;还有钼酸盐等。
(4)按制备方法可分为：高温固相反应法，溶胶-凝胶法，固液相结合法，燃烧法，微波法，喷雾合成法，电弧法，水热合成法等。
3、荧光粉的性质荧光粉的性质，也叫一次特性，主要包括以下几种：相对亮度在规定的激发条件下，荧光粉试样与参比荧光粉的亮度之比。
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能同时发出两种或三种
颜色的光。
Al2O3-B2O3： Eu3+、Tb3+在 254nm紫外光激发下的发射光谱
19
钼/钨酸盐
钼/钨酸盐基质的红色荧光粉具有高稳定性，所以近年来对钼/钨酸盐
基质的研究多集中在红色荧光粉上，对其他颜色的研究较少。
而Eu3+掺杂的钼/钨酸盐为基质的红色荧光粉具有较高的发光效率， 是目前商用白光LED红色荧光粉 Y2O2S : Eu3+发光强度的两倍，且在
395nm（紫外）和465nm（蓝光）附近有两个线性激发峰，与现阶段的
LED芯片非常匹配。 另外，现阶段发光强度较好的氮化物红色荧光粉价格在45000元/Kg，
很多厂家难以承受这个价格。钼/钨酸盐红色荧光粉不但价格便宜（约为
氮化物价格的三分之一），还具有较高的稳定性、优良的导热性和发光 性，因此，该体系红色荧光粉在白光LED应用中有极为广阔的前景。
光粉可匹配发光光谱主峰在375 nm以下的紫外光LED晶片。
10
CaS：Eu2+和SrS： Eu2+是同属一类的红色荧光体，在蓝光激
发下分别可发射650nm和620nm的红光。因此，它们可作为蓝光 LED芯片中白光LED三基色中的红光成分，可制造较低色温的白光 LED，显色性得到明显改善。 胡运生等采用固相反应在CO气氛下，高温制备出Ca1-xSrxS： Eu2+ ，该荧光粉可在430~490nm可见光激发时发射宽带红光，通过 调整Sr/Ca的比例，可以改变发光的范围，发射效率较高。
色坐标为(x = 0.323，y = 0.327)，色温 为5664K，显色性为85%。
25
Thank you！
26
白光LED荧光粉
1
实现白光的方式
蓝+黄白光LED结构
紫外+三基色白光LED结构图
三芯片-三基色白光LED结构
2
白光LED的制备方法
3
铝酸盐
1
激发光谱：450~470nm的蓝光，发射光谱：550~560nm的黄光， 色温为4000K~8000K，可制得高亮度白光LED，具有成本低、 效率高的特点， 主要缺点：缺少红光成分。制得的LED显色指数偏低，偏冷白光。
4
YAG
1996年日本日亚公司首先研制出发黄光
的钇铝石榴石（YAG）荧光粉，化学式为 Y3Al5O12：Ce3+，此荧光粉的激发光谱 450~470nm的蓝光，发射光谱550~560nm 的黄光，色温为4000K~8000K，可制得高亮 度白光LED，具有成本低、效率高的特点， YAG:Ce的主要缺点由于缺少红光成分，制 得的LED显色指数偏低，偏冷白光。
目前制得的白光LED有些显色指数偏低、色温高、偏冷白光，主
要原因是缺少红光波段的发射。因此，研究高效的红色荧光粉很重要。
简单硫氧化物Y2O2S: Eu3+是目前商用的白光LED红色荧光粉，在 紫外光辐照下能得到有效激发，其发射主峰在626nm附近。激发光谱
最强峰位于330nm附近，在280~ 375nm范围内激发强度较高，该荧
是目前红色荧光粉体系中的热点。
13
氮化物、氮氧化物
氮化物/氮氧化物作为一种新型的LED荧光粉，其激 发光谱范围涵盖了紫外、近紫外以及蓝光波段，而且其发
光范围覆盖了整个可见光范围。同时由于其热稳定性，化
学稳定性好，发光效率高，且材料本身无污染。所以作为 白光LED用荧光粉非常适合。
14
15
16
硼酸盐
11
不同Sr/Ca比例下Ca1-xSrxS：Eu2+的激 发光谱
12
不同Sr/Ca比例下Ca1-xSrxS：Eu2+的 发射光谱
硫化物荧光粉的主要缺点
硫化物和硫氧化物系列荧光粉的合成工艺比较成熟、简便，价格
也比较便宜。其缺点是化学性质不稳定，遇水或在空气中逐渐分解，
发生如下的化学反应： CaS + 2H2O = Ca(OH)2 + H2S 反应过程中释放出的H2S气体，不仅会破坏荧光体，而且对LED 封装中的元器件和材料，如芯片、引线和树脂等产生腐蚀作用，使 LED性能大大的下降和破坏，但可通过包裹SiO2、TiO2、ZnO、 Al2O3等提高化学稳定性。 因而，研究氮化物、钼-钨酸盐体系等性质稳定的新型红色荧光粉，
稀土离子浓度 Pan等人观察到Ce3+的掺杂量在1%~15%之间增加时，发生红移的现象。 也可以通过掺杂红光发射中心，如Eu3+，Pr3+，Sm3+等产生红光发射。这些方 法都能有效地改善显色指数。
6
硅酸盐
在荧光粉转换LED的制作上，硅酸盐系列为另一种重要的选择
方向。该材料对紫外、近紫外、蓝光光谱范围具有显著的吸收，并 且在所有黄色荧光体中，硅酸盐系列具有最高的辉度值，输出量子
20
单基质白光LED荧光粉
Eu2+激活的硅酸盐体系可产 生蓝和绿（黄绿）色发射带，通 过改变基质组成，可控制材料的
发射峰位置从而获得白光。图
给出了He等报道的Eu2+激活的 Mg0.1Sr1.9−xSiO4材料的发射光谱，
包含蓝和黄色发射峰，在近紫外
光激发下材料呈白色发射。
21
共激活
Ce3+ / Eu2+共激活的氯铝酸盐、硼酸盐和硅酸盐等体系。Ce3+
5
YAG的主要研究方向
基质掺杂
北京大学通过对YAG基质掺杂Sb和Bi，形成以能量传递为机理的共激活，使 荧光粉的发光性能得到很大提高，而且发射光的波长没有改变。
稀土离子掺杂
刘如熹通过掺杂其它稀土离子改善YAG荧光粉的红区发射，他们用Tb3+或Gd3+部分
取代Ce3+，发射光谱产生红移，但随着掺杂量得增加，荧光粉的发射强度会减弱。
YAG:Ce3+
2
TAG:Ce3+
是突破日亚化学公司荧光粉专利最具代表性的一项。 激发光谱：467nm蓝光，发射光谱：536~560黄光。 主要缺点：比较难做亮，它多用于制造低于5000K的低色温白光 LED。多用于制造低于5000K的低色温白光LED。
3
BAM:Eu2+
激发光谱：250~420nm近紫外光，最大激发峰在335nm左右 发射光谱：450nm蓝色荧光。 主要缺点：热稳定性差，容易发生色漂移，合成温度较高，荧光粉 粒径较大。
24
他们还研究了单基质Ca10(Si2O7)3Cl2: Eu2+，Mn2+白色发光材料，并与 Ca2SiO3Cl2:Eu2+， Mn2+材料相比较，
发现该材料的发射峰更靠近长波方向，
3个发射峰分别位于426、523nm和 585nm，与375nm近紫外芯片组合构成
的白光LED表现出很好的白光发射特性，
效率高于90%，并仍有改善的空间；在紫外LED激发时，具有高温度
稳定性（至少120℃以上），可制作各种色温的白光LED；另外，它 的物理和化学性质较稳定，抗氧化、抗潮、不与封装树脂作用。日
本的“21 世纪照明”计划就将这类近紫外激发的荧光材料作为白
光 LED荧光粉的研究重点。
7
8
9
硫化物和硫氧化物
23
杨志平等报道的一种Ca2SiO3Cl2: Eu2+，Mn2+单基质白光发射材料的光 谱。在近紫外光激发下，该材料在蓝
色、绿色和红色区域均有很明显的发
射带，相较于硅酸盐体系，该材料的 蓝(425 nm)、绿(498 nm)和红(578
nm) 3 个发射峰的强度更为接近，但
是该材料的发射峰多靠近短波方向， 可能会对材料的显色性产生影响。
ηT=1−IS/IS0 式中IS0和IS分别为有、无Eu2+时Ce3+的发射强度。
22
单基质三基色
单基质三基色白光发射体系多为Eu2+ / Mn2+共激活的硅酸盐、 氯硅酸盐、铝酸盐和磷硼酸盐等。 Eu2+作激活剂的荧光粉中，多存 在红色发射峰缺乏，材料显色性不高等缺点。研究发现，添加Mn2+ 后， Eu2+的发射光谱覆盖 Mn2+的激发光谱，材料在红色区域出现了 宽带发射，白光品质得到了很大的改善。
硼酸盐作为发光材料基质，具有合成温度低（低于1000℃）、 化学性质稳定，荧光粉制灯后显色性好、光衰小等优点，但由于其 综合性能指标还有待提高和改善，目前硼酸盐发光材料实际应用的 不多。 BO33-中原子以sp2杂化轨道分别用3个O原子与B结合，形成平 面正三角形，故BO33-非常稳定，从而提高了荧光粉的发光效率和稳
定性。正是由于BO33-的这一特点，在实践研究中人们也发现硼酸盐
基质的荧光粉均在160nm附近出现一个较宽的激发峰，该吸收带应 归属于基质中BO33-基团的吸收，这叫基质敏化。
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正硼酸盐体系荧光粉与Y2O3：Eu和ZnAl12O9:Mn的比较
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周建国等利用溶胶凝胶法与Al2O3-B2O3体系 中合成出Eu3+ 、Tb3+激 活的Al18B4O33荧光体。此 种单基质共掺杂荧光粉
和Eu2+的发射带分别处于黄色和蓝色区域，固定Ce3+的掺杂浓度， 改变Eu2+的掺杂浓度，可控制蓝、黄发射峰的强度比，选择合适的配 比即可获得白光发射。理论研究发现， Ce3+的发射带与Eu2+的激发 带存在明显的重叠， Ce3+和Eu2+共激活基质时，存在明显的能量传
递过程。利用公式可获得Ce3+对Eu2+的能量传递效