荧光粉发展现状与趋势

荧光粉发展现状与趋势

首先因为LED只能发单色光,所以白光LED主要是由以下方式混合出来。

方法1为多晶片混光技术，分别把红、蓝、绿3晶片或蓝光、黄光双晶片固定于同一封装体内部，再经由调整各晶片的电流大小，调整各晶片的出光量来控制混光比例，以达到混成白光的目标。其中又以红、蓝、绿多晶片混光技术呈现的色彩饱合度及演色性(Color Rendition)最佳，但还须克服晶片光衰程度、热源过度集中产生散热封装等问题。若有任何一晶片提早失效，就无法得到所需白光的光源。

方法2是以紫外光LED激发均匀混合之蓝色、绿色、红色萤光粉，使其激发出一定比例之3原色进行混光而输出白色。三波长白光发光二极体具有高演色性优点，但却有发光效率不足及混光不均的缺点。

方法3在蓝光LED的周围= 充混有黄光YAG(Yttrium Aluminum Garnet)萤光粉的胶，并使用波长为400~530nm的蓝光LED，发出光线激发黄光YAG萤光粉产生黄色光，但同时也与原本的蓝光混合，进而形成蓝黄混合之二波长的白光。

然后我主要介绍的是方法二,

荧光粉涂敷光转变法是制造白光LED 的主要途径之一,目前已经商业化的产品绝大多数是用这种方法制造的。在这种方法中,荧光粉作为光的转换物质,所起的作用是至关重要的,它直接影响白光LED产品的发光效率、使用寿命、显色指数、色温等主要指标。随着LED 芯片技术的突破,LED 发光效率将逐步接近其理论发光效率,荧光粉的性能好坏将直接决定LED 光源的产品性能。目前能够匹配蓝光、近紫外光或其它芯片的荧光粉还不多,需要开发发光效率高、使用寿命长、显色指数高、物理性能和化学性能更加稳定、制备工艺更为简单的荧光粉。

通过激发荧光粉来形成白光。

在实现白光LED的各种方法中，荧光粉转换法是已经得到应用并且具有潜力的方法。PC—LED的发光原理是：在低压直流电的激发下，Ga(In)N芯片发射蓝光(～460nm)或近紫外光(～395nm)，激发涂覆在芯片上面的荧光粉发射出可见光，并混合组成白光。

优点是成本低和容易生产,缺点是光效较低，且发光的均匀度不好，光谱成分中

缺少红光，造成色温偏高。

白光LED的荧光粉，主流是与蓝色组合使用的黄色荧光粉。而现在，正逐渐向发出红色光和绿色光的荧光粉过渡。

黄色荧光粉

31411 硅酸盐体系的Srx EuySiO5

该荧光粉随着Eu2 + 掺杂浓度的增加,发射峰强度逐渐增大,当Eu2 + 的浓度为0103 时,Sr2197 Eu0103 SiO5有最大值,而随着Eu2 + 掺杂浓度的进一步增加,发

射峰强度明显减弱。同时,发射光谱峰值随Eu2 + 浓度的增加先红移(Sr2195

Eu0105 SiO5 在Eu2 + 浓度为0105 时

达到最大) ,然后蓝移。在365nm 紫外灯下观察样品,Sr2197 Eu0103 SiO5 亮度最高。

氮氧化物黄色荧光粉

该荧光粉也可以在紫外光激发下发出红光,但制备条件较为苛刻,如Ca2α

2SiAlON: Eu2 + 的制备是在10atm、1800 ℃的N2 气氛中烧2h。而氯硅酸盐体系制备条件比较宽松,在1 000 ℃还原气氛中烧数小时即可] 。

红色荧光粉

钼酸盐、钨酸盐体系的红色荧光粉

三价铕离子激活的Gd2Mo3O9 钼酸盐体系的红色荧光粉能够被395nm 紫外光

激发,发出波长为613 nm的红光。适量的助熔剂能够提高发光强度,增强晶体结构。对LiEu (WO4 ) 22x (MoO4 ) x 钨P钼酸盐体系的研究表明,当Mo P W为2P0

时,LiEu (MoO4 ) 2 的发光强

度最高。这是由于WO4 和MoO4 基体的不同导致二者中两个Eu3 + 之间的距离有所差别,影响了基体与激发离子之间的能量传递,导致不同基体的发射强度

不同。

硅酸盐体系的Sr2SiO4 :Sm3 + 红色荧光粉

研究发现,硅酸盐体系的Sr2 SiO4 :Sm3 + 红色荧光粉中Sm3 + 的掺杂摩尔分数

为6 %、电荷补偿剂为Cl -时效果最好。激发光谱表现为从350～420nm 的宽

带,可以被近紫外光LED 芯片产生的350～410nm 辐射有效激发。

氧化锌体系

采用柠檬酸溶胶- 凝胶法成功地合成了Sm3 + ,Li + 掺杂的SrZnO2 系列荧光粉,

在SrZnO2 : Sm3 + 荧光体中共掺杂Li + 后,样品的晶化程度增强,晶格稍膨胀;在

发光性能上,降低了基质的激发效率,也削弱了Sm3 + - O2 - 的电荷跃迁激发,但是增强了样品的橙红光发射。其激发主峰位于413 nm 附近,能有效地被近紫外光激发。

钒磷酸盐体系

Y0185Bi011 Eu0105V1 - yMyO4 (M= Nb ,P) 为一种新型红色荧光粉。掺杂少量

的P5 + ,Bi2O 的电荷转移带的激发强度明显提高。用Nb5 + 代替V5 + ,Bi2O 和Eu2O 的电荷转移带显著提高。Y0185Bi011 Eu0105 V12yMyO4 (M =Nb ,P) 的

激发强度在掺杂5mol %P5 + 时提高90 % ,在掺杂5mol %Nb5 + 时提高110 %。与Y2O2S:Eu3 + 相比,Y0185Bi011 Eu0105V1 - yMyO4 (M= Nb ,P) 表现出极好的

色彩纯度和更高的亮度。

石榴红钒酸盐BixLny Eu1 - x - y Na2Mg2V3O12 (Ln =Y,La ,Gd ;x = 0 - 014 ,y = 0

- 012) 荧光粉在611nm 处表现出强烈的红光。掺杂适量的Bi3 + ,能被380～

400nm 的近紫外辐射有效激发。

绿色荧光粉

硅酸盐体系的Ba2SiO4 :Eu2 + 荧光粉

该荧光粉在近紫外光的激发下发射505nm 绿光,其激发谱较宽,覆盖了近紫外

芯片的发射区域。以Sr2 + 逐渐取代基质中的Ba2 + 后, 发射红移至569nm[5 ] 。(Ba12x Srx ) 2 SiO4 : Eu2 + 在CO 还原气氛利用固相合成法制得,研究表