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[]. 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 不但可显着提高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+→Eu2+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.

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.

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→+7N2+10CO2+, (1)

2M(NO3)3→M2O3+6NO2+. (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～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.

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]

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=, y=.

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,分别增加到, , , ，更加接近标准白光, ，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] 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]

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%(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 能显着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=, y=，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

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。1996年7月29日日亚化学在日本最早申报的白光LED 的发明专利就是在蓝光LED 芯片上涂敷YAG: Ce3+ 黄色荧光粉, 该黄粉主要成分是Y3A l5O12: C e3+( YAG: Ce3 + )。目前商业用黄粉仍然主要是石榴石结构的YAG: C e3+ 。通常YAG: Ce3+ 以高温固相法在还原气氛中1600 e 下烧结制得, 样

品在~ 460nm蓝光芯片激发下发射中心位于~ 540 nm宽带黄绿光(图1所示[ 9] )。真正实用化的YAG: C e3+ 荧光粉还需要在里面掺杂其他稀土离子, 如Tb3+ ,Gd3 + , Eu3+ , Pr3+ , Sm3 + 等, 以使荧光粉各方面性能得到改善[ 10~ 12] 。但是这种结构的荧光粉中C e3+离子的发射光谱不具连续光谱特性, 显色性较差,色温高, 偏冷白光, 难以满足低色温照明的要求,且该荧光粉的众多专利长期被日本日亚公司所垄断, 价格高昂。另外, 除了YAG: C e3+ , 可供选择的黄色荧光粉的数量非常少[ 12 ] 。

在YAG: C e3+ 的基础上, 2002 年, K umm er等[ 13] 首先报道了一种新型的荧光粉Tb3A l5O12:C e3 + (TAG: Ce3+ ) , 这种荧光粉与蓝光LED 组合可发出暖色调的白光。Chiang等[ 14 ] , Chen等[ 15, 16 ]分别用不同方法制备了TAG: C e3+ 。发现TAG:C e3 +0. 03在460 nm 蓝光的激发下最大发射峰位于552 nm, 随着Ce3 + 浓度的增加, 发射峰红移到红光区。

图1 YAG: Ce3+ 的激发和发射光谱( Kex = 450 nm;

Kem =530 nm )

图2 Ca-A-SiA lON: Eu2+ (Ke x = 460 nm; Kem

= 590 nm ) 与YAG: C e3+ 的激发与发射光谱

（2）氮(氧)化物体系

最近几年, 稀土离子激活的氮(氧) 化物受到很大关注, 并得到迅猛发展, 形成新一类的稀土发光材料。其黄色荧光粉主要为Eu2 + , C e3+ , Y2+ 等激活的塞隆( S ia lon) 类。X ie 等[ 17 ] 制备了C a-A-S iA lON: Eu2+ 荧光粉。在450 nm光激发下发射590 nm 橙黄光, 与蓝光芯片组合成白光LED后色温1900~ 3300 K, 可实现暖白光。其后经过改进[ 18, 19] , 发现L-i A-S iA lON:Eu2+ 中调整A l /S i与O /N 的比例, 荧光粉的主发射峰在563~ 586 nm 间可调, 与芯片组装成白光LED 后, 得到色温3000 ~ 5200 K 暖白光, 光效46~ 55 lm#W- 1, 色坐标( 0. 340, 0. 348)。但该荧光粉制备条件苛刻, 需在0. 5MPa 的N2 气氛中,以1700 e 的高温烧结2 h。Piao等[ 20] 对比了Ca-ASiA lON: Eu2+ 与YAG: Ce3 + 的发光性质( 图2 所示), 发现C a-A-S iA lON: Eu2+ 有更宽的激发带, 其发射光谱明显红移。

（3）硅酸盐体系

另一种有前途的黄色荧光粉体系是硅酸盐体系。2007年, 日本Lum -i tech公司已开始销售用于白光LED 的SSE ( Sr3S iO5: Eu)荧光粉。该粉可被390~ 480 nm 的光激发, 发射580 nm 的黄光。产生类似白炽灯的暖白色, 色温在2800 K 附近。Park等报道了Sr2 SiO4: Eu2+ [ 21] 和Sr3 SiO5: Eu2 + [ 22] , 蓝光激发下, 两种样品分别发射550和570 nm 黄光, 与YAG: Ce3 + 相比, 两种样品制备的白光LED 发光效率更高, 但显色指数不如YAG: Ce3+ 。L iu 和D ing 等[ 23, 24 ] 报道了两种氯硅酸盐体系黄粉

C a3 S iO4 C l2: Eu2+ 和C a5( S iO4 ) 2C l2: Eu2 + 。与氮(氧)化物相比, 其制备条件温和, ~ 1000 e 还原气氛中烧数小时即得。

4.1.2 蓝光激发的红色荧光粉

（1）硫化物体系

基于蓝光LED系统所用的红色荧光粉主要采用硫化物为基质, 如( C a1- x,Srx ) S: Eu2+ [ 25 ] 系列, 该类荧光粉激发与发射谱都很宽, 是典型的Eu2+ 的4 f65dy 4f7 电子跃迁。通过改变Ca2 + 的掺杂量, 可使发射峰在609 ~ 647 nm间移动; 共掺杂Er3 + , Tb3+ , C e3+ 等可增强红光发射[ 26, 27] 。然而, 硫化物很不稳定, 容易分解并产生对人体有害的气体。

（2）氮化物体系

氮化物荧光粉体系是一个庞大的家族, 其中以氮化物红色荧光粉开发最早也最为成熟。目前应用的红色氮化物荧光粉主要有两种: M2 S i5N8: Eu ( M = C a, Sr, Ba ) [ 28 ~ 31 ] 和C aA lS iN3: Eu[ 32, 33] , 物理化学性能和发光性能都优于Eu2+ 激活的碱土硫化物。Sch lieper等[ 28] 研究了氮化物的结构, 结果表明, Sr2 Si5N8 属正交晶系,Pmn21空间群, a = 571. 0( 2) , b= 682. 2( 2), c=934. 1( 2) pm, 以Ba 取代Sr后晶胞常数增大, a =578. 3( 2), b= 695. 9( 2) , c= 939. 1( 2) pm。样品通过S iN4 四面体共用顶角形成三维空间网状结构。该体系中金属离子有两种位置, 配位数分别为8和10, 均与N 配位。以O取代N 并以A l取代Si以实现电荷平衡, 可以制得M-S iA lON。基于这样的晶体结构, 氮(氧)化物有如下优点: 耐氧化; 耐环境腐蚀; 热稳定性高; 分解温度高; 强度大; 摩擦系数低, 耐磨擦, 是一种优良的荧光粉用基质材料[ 29] 。Piao 等[ 30] 合成的S r2S i5N8: Eu2+ 荧光粉被蓝光芯片有效激发后, 发射宽带红光(半峰宽92 nm), 能很好地与YAG: C e3+ 配合(图3所示)。掺杂浓度低时, Eu2+ 倾向于取代10配位的Sr( ò )位置, Sr( ò ) - N 键长为0. 2928( 7) nm; 掺杂浓度升高, 则倾向于取代8配位的Sr( I)位置, Sr( I)- N 键长为0. 2865( 6) nm, 发射红移。

（3） Lu2C aMg2 ( S,i G e) 3O12: Ce3 +

Set lur等[ 34] 合成了一种新型的石榴石结构红光材料)Lu2C aMg2 ( S,i G e) 3O12: C e3+ 。样品470 nm 蓝光激发下宽带发射605 nm 红光, 半峰宽约150 nm。该样品与蓝光芯片组合后得到WLED 色温3500 K,显色指数76, 光效20. 5 lm#W- 1。但是, 以上几

种体系的红粉由于激发光谱很宽, 大都从380 nm一直延伸到600 nm, 不仅覆盖了蓝光LED 的发射波长, 而且也覆盖了大部分YAG: Ce3+ 黄色荧光粉的发射波长, 因此, 红色荧光粉不仅把蓝光LED的能量部分地转成了红光,450 nm; Kem = 620 nm ) and YAG: Ce3+而且把YAG: Ce3+ 发出的人眼最敏感的黄绿光也部分转成了红光, 这样总的LED 光通量下降, 从而牺牲部分的光效。

（4）钨/钼酸盐体系

Eu3+ 激活的荧光粉其激发光谱是较窄的带状、峰值波长通常在395和460 nm附近, 加入这种红色荧光粉能够避免上述红色荧光粉的弊病。Eu3+ 激活的钨/钼酸盐体系即是这类在近紫外和蓝光下均能激发, 产生红光发射的荧光粉, 近年来也是研究较多的体系[ 35 ~ 40] 。W ang等[ 35, 36] 通过研究一系列的钼酸盐体系, 发现该类荧光粉的发射波长很理想, 处在人眼对红光光谱最敏感的617 nm 附近。我们也探讨了Eu3 + 离子激活的四钨酸盐C a9Gd2W4O24, Sr9Gd2W4O24的荧光特性[ 39, 40 ] , 发现此类多钨酸盐利用Eu3 + 离子的较高4f能级激发, 可以获得色纯度很高的红光发射, 且该体系465 nm 处的激发光谱强度高于395 nm, 有利于该类荧光粉在蓝光芯片中的应用(图4所示)。但钨/钼酸系列荧光粉的激发谱均为半波宽较窄的线状谱, 存在与芯片匹配的问题, 另外, 荧光粉的发射谱也为半波宽较窄的线状谱, 积分强度较小, 从而影响LED的发光强度。

4.1.3 蓝光激发的绿色荧光粉

（1）硫代镓酸盐体系

绿色荧光粉目前主要采用的是硫代镓酸盐体系, 如SrGa2 S4: Eu2+, 在470 nm 激发下发射535 nm 绿光[ 41] 。Do 等[ 42] 发现, 以Ca2+ 逐步取代Sr2+ 后, 发射光谱由535 nm红移至555 nm, 并使用这两种荧光粉与455 nm蓝光芯片制作了绿光LED。然而该荧光粉需在有毒的H2 S气氛中合成, 对人体和环境都有一定损害。Sr9Gd2W4O24: EuSastry等[ 43 ] 利用固相RMR 方法( Solid-state RapidMe tathesis React ion)在较低温度下, 无需使用H2S气体制备了Sr1 - x EuxGa2S4。Jiang 等[ 44] 不使用H2S气体也制备了类球形、粒径分布均匀、发光效率高的SrG a2 S4: Eu2+ 荧光粉。另外, Guo, Zhang等[ 45, 46] 也报道了一些含硫化合物的稀土荧光粉。此类荧光粉的缺点是不太稳定。

图3 Sr2S i5N8:Eu2+(Kex=450nm; Kem=620nm)

与YAG:Ce3+ 的激发与发射光谱

图4 Sr9Gd2W4O24: Eu的激发光谱(左)和发射光

谱( 右)

（2）氮(氧)化物体系

氮(氧)化物绿色荧光粉目前主要有Eu2+ , Ce3+ , Yb2+ 等稀土离子激活的塞隆( S ialon)类和MSiO2N2 两大类[ 47~ 52] 。X ie等[ 47] 在0. 5MPa的N2 气氛中1700 e 烧2 h制得了(M1- 2x /v Ybx ) m /2 S i12-m - n A lm + n OnN16- n, M = Ca,L ,i Mg, Y, x= 0. 002~ 0. 1, 0. 5[ m = 2n[ 3. 5, 以O取代N 并以A l取代S i实现电荷平衡。当M =C a, x= 0. 005, m = 2n = 2 时( Ca0. 995-A-Si9A l3ON15:0. 005Yb2+ ) , 发光最强。样品呈现多峰宽带激发,445 nm激发下, 宽带发射549 nm绿光, 能较好地配合蓝光芯片使用。B-S iA lON: Eu2+ 在450 nm 激发下发射535 nm 绿光[ 48] 。与SrGa2S4 体系相比,该样品对环境友好得多, 只是合成条件较苛刻。张梅等[ 49] 采用高温固相法合成了黄绿色Sr1- yEuy S i2O2- zN2+ 2z /3荧光材料, 进行了光学性质表征并探索了其在LED 上的应用, 其合成条件相对温和。

（3）硅酸盐体系

碱土金属正硅酸盐基质是一类适合于白光LED的材料[ 50~ 52 ] , Eu2 + 离子由于与碱土金属离子半径相似而容易进入晶格格位,且通过不同碱土金属离子的掺杂, Eu2+ 能量最低的5d电子组态可以出现较大的晶场劈裂, 因而产生较宽的激发带, 其激发带可从紫外区延伸至~ 500 nm的蓝光区, 同时实现不同的发光颜色[ 53] 。( Ba, Sr) 2 SiO4: Eu2+ [ 54] 通过调节Ba /Sr的比例, 能被370 ~ 470 nm 的光有效激发, 产生绿光发射。Chen等[ 55] 报道了( Ba1. 1 Sr0. 7 Eu0. 2 ) S iO4 荧光粉, 该荧光粉被460 nm的蓝光激发, 产生528 nm的绿光发射(图5所示)。但是该荧光粉的温度特性不佳,其发光强度在150和300 e 时, 分别只有25 e 的77% 和9%, 因此, 此类硅酸盐基质荧光粉还需解决温度特性的问题。

图5 ( Ba1. 1 Sr0. 7 Eu0. 2 ) S iO4的激发和

图6 Ba2 S iO4: Eu2+ 的激发和发射光谱发射光谱

近紫外光转换型荧光粉

用于蓝光LED芯片的荧光粉的吸收峰要求位于420~ 470 nm, 能够满足这一要求的荧光材料相对较少, 探找有一定的难度。此外, 蓝光芯片性能不够稳定, 当驱动电流增大时, 发射峰位置蓝移;同时蓝光发射强度的增加速度快于黄光, 导致整体发射的白光性能不稳定, 显色指数下降, 甚至偏离白光区域。近紫外光LED 芯片, 由于激发光源的能量更高, 能被有效激发的荧光粉种类极大增加, 可供选择的高效荧光粉的种类更丰富, 理论上可获得光效高、显色指数高以及各种相关色温的白光LED。因此紫光LED + 三基色荧光粉制备白光LED 的方式被寄予厚望, 研制适用于紫光芯片的红、绿、蓝荧光粉成为当前的热点领域。

4.2.1 紫光激发的红色荧光粉

（1）Y2O2 S: Eu3+

Y2O3: Eu3+ 是一种使用得非常广泛的荧光灯用红粉, 以S取代一个O 后,由于Eu- S 键的共价性强于Eu - O 键的共价性,其电荷迁移带红移, 有利于该荧光粉在~ 395 nm处的紫光激发[ 35] 。目前Y2O2 S: Eu3+ 是应用于白光LED 领域主要的红粉[ 56, 57] 。Yang 等[ 58] 采用燃烧法制备Y2O2 S: Eu3+ , 可将反应温度降低到450 e 。使用助熔剂则能有效改善样品形貌, 提高发光强度。Chou等[ 59] 以N a2 CO3 BK2CO3 BL i2CO3 BL i3PO4 = 4B1B4B1 为助熔剂控制粒径, 1150 e 烧2 h合成了Y2O2 S: Eu3 + , 得到5~ 10 Lm近球形颗粒。Park等[ 60] 使用不同的助熔剂在1100 e 烧3 h制得Y2O2 S: Eu3+ , B i3 + 。作者发现2. 08% BaC l2#2H2O和0. 43% H3 BO3 联合用作助熔剂时能明显改变样品形貌, 荧光粉粒径长大至400 ~ 800 nm,形状规则, 不团聚, 发光强度为不使用助熔剂时的614倍。

（2）氮化物体系

氮化物荧光粉由于激发光谱的激发范围涵盖紫外、近紫外、蓝光甚至绿光,不仅适合于蓝色芯片白光LED 的应用, 也广泛地应用于紫光芯片的白光LED。前面提到的M2 S i5N8: Eu (M = Ca, Sr, Ba) [ 28~ 31 ] 和CaA lS iN3:Eu[ 32, 33] 红粉也被应用于

近紫外激发的红色荧光粉, 其物理化学性能和发光性能都优于Y2O2 S: Eu3+ 。

（3）钨/钼酸盐体系

钨/钼酸盐掺Eu3+ 体系在近紫外也有很好的激发, 产生色纯度很高的红光发射[ 35~ 40, 61~ 64] 。W ang 等[ 61, 62] 采用固相法合成了A(MoO4 ) 2: Eu(A = L,i Na, K)及Na5 (MoO4 ) 4:Eu, 此类化合物在~ 395 nm和~ 465 nm 的激发下均有较强的红光发色。Neeraj等[ 63 ] 将N aHCO3,Ln2O3 (M = Y, Gd) , WO3, H2MoO4 和Eu2O3 混合后在500 e 灼烧48 h, 重新研磨后再在800 e 灼烧60 h, 制得N aLn(WO4 ) 2- x (M oO4 ) x: Eu3+ (M = Y,Gd) 系列荧光粉。NaY (WO4 ) 2- x (MoO4 ) x: Eu3 + 在393和463 nm 附近有两个线状激发峰, 其激发光谱与LED 的发射光谱非常匹配, 是理想的白光LED用红色荧光粉。Chiu 等[ 64] 研究了M o /W 比值对LiEu(WO4 ) 2- x (MoO4 ) x 发光强度的影响, 发现当Mo /W 为2 /0时, 即L iEu(MoO4 ) 2 的发光最强。认为这是由于WO2-4 和MoO2 -4 基质的不同导致二者中两个Eu3 + 之间的距离有所差别(WO2 -4 中的平均距离为0. 39 ( 1) nm, MoO2-4 中的平均距离为01386( 6) nm ), 导致不同基质的发射强度不同。并在研究L,i Na, K 对Eu3+ 激发的钨/钼酸盐的发光强度影响中得出相同的结论, 由于L i的半径最小, 两个Eu3 + 之间的距离最小, 发光强度最高, 而K则最低。

此外Sr2 La8 ( G eO4 ) 6O2: Eu3 + [ 65] 体系亦观察到了红光发射。

4.2.2 紫光激发的绿色荧光粉

（1）ZnS: Cu+ /A l3 +

ZnS: Cu+ /A l3+ [ 66, 67 ]是目前应用最多的近紫外激发的绿色荧光粉, 在~ 530 nm 处有较强的绿光发射, 有关该荧光粉的专利也很多。但由于是硫化物, 在稳定性和环保方面有所欠缺。

（2）硅酸盐体系

M2S iO4: Eu2+ (M2+ =C a2 + , Sr2+ , Ba2+ )体系是研究很多的另一种绿色荧光粉。其中, M 存在三种不同的晶格位: 9配位的M ( ? )和M ( ò )位置, M - O 键长较大; 6 配位的M ( ó )位置, 键长较小。Zhang 等[ 68] 以H3BO3为助熔剂在弱还原气氛中1300 e 烧6 h制备了Ba2 S iO4: Eu2+ 荧光粉。样品的激发谱较宽, 覆盖了近紫外芯片的发射区域, 在近紫外光的激发下发射505 nm 绿光(如图6 所示)。K im 等[ 69] 研究了M2 S iO4: Eu2+ (M = Ca, S r, Ba)体系发射光谱随环高到400 K 时, 在370 nm 光激发下, M = Sr时, 发射红移; M = C a或Ba 时, 发射蓝移。氯硅酸盐体系[ 70~ 72] 也有较好的绿光发射。

（3）氮(氧)化物体系

氮(氧)化物体系用于近紫外激发的绿色荧光粉发射强度高, 在该领域的应用前景看好[ 47 ~ 52] 。SrS i2O2N2: Eu2+ [ 50] 氮氧化物绿色荧光体的发射光谱是一宽带, 发射峰位于530 nm。220~ 500 nm光均可有效激发。其光谱性质均为Eu2+ 的4f7 ~ 4f6 5d 跃迁。这种新的氮氧化物绿色荧光体的两个重要特点是: 发光的量子效率高, 猝灭温度

高, 在NUV 白光LED 中的应用极有潜力。

目前, 铝酸盐体系[ 73, 74] 也观察到了很好的绿光发射。Chen等[ 75 ] 最近研究了Sr3A lO4 F: C e3+ 体系的发光, 他们发现, 通过控制Ce3+ 离子的浓度,荧光粉在~ 400 nm 的光激发下, 可产生从蓝绿到黄绿色光的发射(图7所示)。

图7 Sr3- 2x CexNax A lO4 F ( x= 0. 01, 0. 12, and 0. 20) 的激发( a)和发射光谱( b) 4.2.3 紫光激发的蓝色荧光粉

（1） BAM: Eu2 +

紫光LED 系统所用的蓝色荧光粉主要是一种已经商品化的BAM: Eu2+ , 它是六角铝酸盐B aMgA l10O17和A l2O3 及尖晶石结构MgA l2O4 的混合物, 实际的发光基质为BaMgA l10O17 ( BAM )

[ 76] 。该类荧光粉的最大激发波长约为375 nm, 发射峰位于450 nm 左右, 有良好的发光

效率和色纯度。但是该类荧光粉的热稳定性还有待进一步提高。

（2）卤磷酸盐体系

卤粉是传统的荧光灯用荧光粉。其应用已被拓展到白光LED 领域。K ang等[ 77] 以火焰喷雾热解法合成Sr5 ( PO4 ) 3C :l Eu2+ 前驱物, 以NH4C l为助熔剂, 1000 e 烧结2 h得到样品, 在410 nm光激发下, 发射450 nm 蓝光, 其发光强度可与商品BAM 荧光粉相匹敌。Kotta isamy等[ 78] 以自蔓延法合成了M5 ( PO4 ) 3C:l Eu2+ , 360 nm光激发下分别发射453 nm (M = C a ), 445 nm(M = Sr)和438 nm(M = B a)蓝光。

（3）硅酸盐体系

硅酸盐体系是另一种研究较多的蓝粉[ 79~ 82] 。Park 等制备了Sr3MgS i2O8:Eu2+ 荧光粉[ 79] 。在405 nm 光激发下发射455nm蓝光。当改变基质SiO2 的含量, 由Sr3MgSi2O8 逐步变为Sr2MgSi2O7, 发射红移至464 nm。Y oo等[ 80 ]采用二次烧结法合成了(Mx Sr1 - x ) 2 S iO4: Eu2+ ,

M = B a, Ca, Mg。样品均为宽带激发, 在405 nm处均有较强的吸收。M = Mg时, 在405 nm 光激发下样品呈现双峰发射; x 由0. 2增加到1. 0, ~ 460 nm蓝光发射峰强度逐步增强, 570 nm 黄光发射峰逐步减弱直至消失。K im 等[ 81] 制备了( Sr1- x Bax ) 2 SiO4:Eu2+ 。在365 nm 光激发下发射470 nm 蓝光。B a掺杂量增加, 发射蓝移。Saha 等[ 82] 研究了晶体结构和晶体粒径对单斜晶系Y2 S iO5: Ce3+ 纳米荧光粉发光性能的影响。在低于1100 e 条件下烧结得到X1-Y2 SiO5, Y 配位数为7, 9; 在360 nm 光激发下发射~ 440 nm 光。当烧结温度高于1300 e 时,得到X2-Y2 S iO5, Y配位数为6, 7; 在354 nm 光激发下发射~ 418 nm 光。C e3+ 在基质中格位对称性的不同导致X2 型激发与发射光谱相对于X1 型发生了蓝移。磷酸盐体系[ 83] 与氮(氧) 化物[ 84, 85] 等体系亦观察到了蓝光发射。

5.荧光粉性能的表征

用差热分析仪(DTA)测试荧光粉在热反应时的特征温度及吸收或放出的热量、光谱仪测试荧光粉的激发光谱和发射光谱、X 射线衍射仪(XRD)测试粉体的晶体结构、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)分析荧光粉的微观形貌等其他分析方法对产物进行表征。

荧光粉配比技术

你是是否想学习LED白光配粉技术，想要做好暖白，正白，冷白等白光? 那又如何选择芯片和荧光粉，荧光粉的配比又该怎么确认呢?点荧光粉的坐标/色温范围又该怎么定呢?我这是一个建设性的问题，相信很多这样的新手都想了解这个问题，那请看下面详细解答: 首先大家在配粉的过程中有点误区!在配粉之前先在CIE图上看看： (1)寻找需要的荧光粉波长;当我们需要某个色温段或者某个X、Y坐标点的时候，这时需要知道自己所用蓝光芯片的波长。当知道我们使用的芯片波长(图中芯片波长460nm)并且知道要做的坐标点(x0.44 y0.41)，这时候在CIE图上将芯片波长点与所要达到的坐标点x、y两点连一条直线并延长到上端的CIE波长点，这个时候这个波长延长点就是我们需要的荧光粉的发光波长了(目标荧光粉波长~585nm)。因此要达到这个色坐标就需要用到这个波长的荧光粉了。

2)当我们找到目标荧光粉的波长之后呢，就要寻找相应的荧光粉来做，但是只使用一种荧光粉的话显色较低，因此我们需要用两种以上荧光粉来调配如红粉+绿粉(红粉+绿粉根据光的叠加混色原理可得到需要的目标荧光粉波长)，如何选择两种荧光粉?如何调配两种荧光粉的比例呢?这就涉及到需要做的色坐标的目标荧光粉波长和需要做的显色指数要求是多少了，红绿粉适当的比例可得到需要的荧光粉的波长，如果对Ra要求较高时可选用波长较长的红色荧光粉如650nm的红粉(光谱越宽显色指数越高)配合波长

520nm左右的绿粉，做90以上显指就很容易了。(找需要的目标荧光粉波长时，根据小标题(1)的方法把已经做出来产品进行测试得到一个坐标点并与蓝光芯片波长做一条直线延伸到CIE上方的波长点;如果这个点的波长比目标荧光粉的波长长的话那么需要减小红色荧光粉的比例，如果比目标波长短的话要增加红色荧光粉的比例) 3)当找到合适的红绿粉并且也找到了目标荧光粉的比例后(红粉与绿粉的比例不要变)，如果产品的坐标点仍然偏离需要的坐标点的时候，你可以在CIE上观察到此时产品的色坐标与你要的色坐标点、蓝光芯片的波长点、目标荧光粉的波长点基本在一条直线上，这时只需要调节硅胶与荧光粉的比例(红粉+绿粉)，当色坐标低于目标坐标时增加荧光粉浓度，当色坐标高于目标坐标时减少荧光粉浓度。

LED荧光粉种类

LED荧光粉产业以及市场调研报告 1 LED荧光粉概述 LED荧光粉近几年的发展非常迅速，美国GE公司持有多项专利，国内也有一些专利报道。蓝光LED激发的黄色荧光粉基本上能满足目前白光LED产品的要求。但还需要进一步提高效率，降低粒度。最好能制备出直径3~4nm之间的球形的荧光粉。 20世纪90年代中期，日本日亚化学公司的Nakamura等人经过不懈努力，突破了制造蓝光发光二极管(LED)的关键技术，并由此开发出以荧光材料覆盖蓝光LED 产生白光光源的技术。半导体照明具有绿色环保、寿命超长、高效节能、抗恶劣环境、结构简单、体积小、重量轻、响应快、工作电压低及安全性好的特点，因此被誉为继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明电光源，或称为21世纪绿色光源。美国、日本及欧洲均注入大量人力和财力，设立专门的机构推动半导体照明技术的发展。 2 LED荧光粉的种类 2.1 YAG铝酸盐荧光粉（Y3Al5O12：Ce） 描述：淡黄色粉末，点涂于蓝光芯片，受蓝光芯片激发产生黄光。黄光与剩于蓝光合成白光。 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，特别是低色温白光LED中，必须使用优质的红色荧光体 2.1.1 文摘1：YAG粉合成工艺

2.2 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。 2.2.1硅酸盐绿色荧光粉 传统的硫化物基质荧光粉在空气中化学稳定性差，容易被气化，亮度也低，在应用中受到很大的限制，现已逐步被替代；而铝酸盐体系具有 2.3 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。 2.3.1 氮化物荧光粉的主要类型及制造 摘文1：LED氮化物荧光粉主要类型及制造

LED荧光粉的分析测试方法分析

评估方案 一、荧光粉的分析测试方法 1、发射光谱和激发光谱的测定 把样粉装好后，放到样品室里，选定一个激发波长，作发射光谱扫描，读出发射光谱的发射主峰。给定发射光谱的发射主峰，作激发光谱扫描，读出激发光谱峰值波长。重新装样，测试3次，各次之间峰值波长的差值不超过±1nm，取算术平均值。 2、外量子效率的测定 把样粉装好后，放到样品室里，选定一个激发波长，激发荧光粉发光，利用光谱辐射分析仪测试得到荧光粉的发射光谱功率分布。计算荧光粉在该激发波长下的外量子效率。重新装样，测试3次，各次之间的相对差值不大于1%，取算术平均值。 3、相对亮度的测定 将试样和参比样品分别装满样品盘，用平面玻璃压平，使表面平整。用激发光源分别激发试样和参比样品。用光电探测器将试样和参比样品发出的光转换成光电流，并记录数值。试样和参比样品连续重复读数3次，各次之间相对差值不大于1%，取算术平均值。 4、色品坐标的测定 把试样装好放入样品室中。选定激发光源的发射波长，使其垂直激发样品室里的荧光粉样品。利用光谱辐射分析仪按一定的波长间隔（不大于5nm）测试得到荧光粉的发射光谱功率分布。按GB 3102.6-1993中“6.39 色品坐标”的公式求出荧光粉的色品坐标。 重复测试3次，各次之间x、y的差值均不超过±0.001，取算术平均值。 5、温度特性的测定 把试样装好放入样品室中，于室温下测试其激发、发射主峰波长，相对亮度及色品坐标等。每一试样按测定步骤平行测3次，各次之间激发、发射主峰波长的差值均不超过±1 nm，相对亮度的差值不超过±1%，色品坐标的差值不超过±0.001。启动加热装置，将被测的荧光粉试样加热并稳定在设定的温度值10min。稳定在预定的温度下，测定荧光粉试样的激发、发射主峰波长，相对亮度及色品坐标等。每一试样按测定步骤平行测3次，各次之间激发、发射主峰波长的差值均不超过±1nm，相对亮度的差值不超过±1%，色品坐标的差值不超过±0.001。冷却荧光粉试样至室温，测试其激发、发射主峰波长，相对亮度及色

LED荧光粉

在制作白光LED的方法中，有两种方法都与荧光粉有关，因此在制作白光LED时，必须对荧光粉进行仔细研究。 荧光粉是一个非常关键的材料，它的性能直接影响白光LED的亮度、色坐标、色温及显色性等。 因而开发具有良好发光特性的荧光粉是得到高亮度、高发光效率、高显色性白光LED的关键所在。 所谓荧光粉是指那些可以吸收能量（这些所吸收的能量包括电磁波（含可见光、X射线、紫外线）、电子束或离子束、热、化学反应等），再经由能量转换后放出可见光的物质，也称之为荧光体或夜光粉。 目前发光材料的发光机理基本是用能带理论进行解释的。不论采用那一种形式的发光，都包含了： ?激发； ?能量传递； ?发光； 三个过程 一、激发与发光过程 ?激发过程： 发光体中可激系统（发光中心、基质和激子等）吸收能量以后，从基态跃迁到较高能量状态的过程称为激发过程。 ?发光过程： 受激系统从激发态跃回基态，而把激发时吸收的一部分能量以光辐射的形式发射出来的过程，称为发光过程。 一般有三种激发和发光过程 1. 发光中心直接激发与发光 （1）. 自发发光 过程1：发光中心吸收能量后，电子从发光中心的基态A跃迁到激发态G 过程2：当电子从激发态G回到基态A，激发时吸收的一部分能量以光辐射的形式发射出来的过程。 发光只在发光中心内部进行。 （2）. 受迫发光 若发光中心激发后，电子不能 从激发态G直接回到基态A（禁戒的跃迁），而是先经过亚稳态M（过程2），然后通过热激发从亚稳态M跃迁回激发态G（过程3），最后回到基态A（过程4）发射出光子

的过程，成为受迫发光。 受迫发光的余辉时间比自发发光长，发光衰减和温度有关。 2. 基质激发发光 基质吸收了能量以后， 电子从价带激发到导带 （过程1）； 在价带中留下空穴，通 过热平衡过程，导带中的电子很快降到导带底（过程2）； 价带中的空穴很快上升到价带顶（过程2’）， 然后被发光中俘获（过程3’）， 导带底部的电子又可 以经过三个过程产生发光。 （1）. 直接落入发光中心激发 态的发光 导带底的电子直接落入发光中心的激发态G（过程3），然后又跃迁回基态A，与发光中上的空穴复合发光（过程4）

LED白光荧光粉配比浅析

白光荧光粉配比浅析 萤光粉在LED制造过程起着至关重要的作用。使用绿色萤光粉配合黄色萤光粉和蓝色LED芯片，可获得高亮度白光LED；若使用绿色萤光粉配合蓝光LED芯片，可以直接获得绿光；若使用绿色萤光粉配合黄色萤光粉与蓝色LED芯片，可以获得冷色调白光；绿色萤光粉也可配合红色萤光粉与蓝色LED芯片而获得白光。白光LED 的显色指数（CRI）与蓝光芯片、YAG萤光粉、相关色温等有关，其中最重要的是YAG粉，不同色温区的LED，用的粉及蓝光芯片不一样。目标色温越低的管子用的粉发射峰值要越长，芯片的峰值也要长，低于4000K色温，还要另外加入发红光的粉，以弥补红成分的不足，达到提高显色指数的目的，在保持的芯片及粉不变的条件下，色温越高显色指数越高。 在生产中总结出来的经验来看，蓝光与YAG的最佳匹配关係如下： YAG发射峰值/nm 蓝光峰值波长/nm 530±5 450-455 540±5 455-460 550±5 460-465 555±5 465-470 这样做出的白光比较白，一般芯片厂家提供的都是主波长，峰值波长要用专门仪器测试，测出来的值一般都比主波长短5nm左右。萤光粉与芯片波长决定了色座标中一条直线，确定了萤光粉与芯片波长。只要增加减少配比都可以调节色座标在此一条直线上位置。

常见的LED芯片如下： 材料波长材料波长 InGaN 475-485nm InGaN 525nm InGaN 465-475nm InGaN 505nm InGaN 455-465nm InGaN 515nm InGaAlP 620-640nm GaAlAs/GaAs 660nm InGaAlP 610-620nm GaAlAs/GaAlAs 660nm InGaAlP 600-610nm GaP 700nm InGaAlP 592-600nm GaP 570-575nm InGaAlP 580-593nm GaP 565-570nm InGaAlP 567-577nm GaP 550-565nm InGaAlP 550-565nm PY---GaAlAs 585nm 由于萤光粉目前有无机类和有机类萤光粉。若不添加有机类萤光粉之情况，YAG萤光粉和AB胶之比例一般为1：6 ~ 10（重量比）。至于AB胶应为 6 ~10g之间的多少数量，必须视蓝色芯片的功率大小做调整。芯片功率大者，在萤光粉数量固定不变下，AB胶数量应较为少（例如1：6）。反之，功率小者AB胶数量应较为多（例如：1：10）。

led荧光粉

LED荧光粉是制造白色LED的必须材料。 首先，我们要了解白色LED的发光原理。白色LED芯片是不存在的。我们见到的白色LED 一般是蓝光芯片激发黄色荧光粉发出白色光的。好比：蓝色涂料和黄色涂料混在一起就变成了白色。 其次，不同波长的LED蓝光芯片需要配合不同波长的黄色荧光粉能够最大化的发出白光。 所以说，LED荧光粉是制造白色LED必须的东西（白色LED也有另外几种发光方式，但是市面上白色LED95%都是蓝光芯片激发黄色荧光粉的原理）。 黑体(热力学) 任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body)，以此作为热辐射研究的标准物体。 所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射)。显然自然界不存在真正的黑体，但许多地物是较好的黑体近似( 在某些波段上)。黑体辐射情况只与其温度有关,与组成材料无关. 基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff)，在热平衡状态的物体所辐射的能量与吸收的能量之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关。按照基尔霍夫辐射定律，在一定温度下，黑体必然是辐射本领最大的物体，可叫作完全辐射体。用公式表达如下： Er =α*Eo Er——物体在单位面积和单位时间内发射出来的辐射能； α——该物体对辐射能的吸收系数； Eo——等价于黑体在相同温度下发射的能量，它是常数。 普朗克辐射定律(Planck)则给出了黑体辐射的具体谱分布，在一定温度下，单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为 B(λ，T)=2hc2 /λ5 ·1/exp(hc/λRT)-1 B(λ，T)—黑体的光谱辐射亮度(W，m-2 ，Sr-1 ，μm-1 ) λ—辐射波长(μm) T—黑体绝对温度(K、T=t+273k) C—光速(2.998×108 m·s-1 ) h—普朗克常数，6.626×10-34 J·S K—波尔兹曼常数(Bolfzmann)，1.380×10-23 J·K-1 基本物理常数 由图2.2可以看出： ①在一定温度下，黑体的谱辐射亮度存在一个极值，这个极值的位置与温度有关，这就是维恩位移定律(Wien) λm T=2.898×103 (μm·K) λm —最大黑体谱辐射亮度处的波长(μm) T—黑体的绝对温度(K) 根据维恩定律，我们可以估算，当T～6000K时，λm ～0.48μm(绿色)。这就是太阳辐射中大致的最大谱辐射亮度处。 当T～300K，λm～9.6μm，这就是地球物体辐射中大致最大谱辐射亮度处。 ②在任一波长处,高温黑体的谱辐射亮度绝对大于低温黑体的谱辐射亮度，不论这个波长是

白光LED如何调色和调比例

白光LED如何高速准确地调色和调比例 LED白光的发展速度和往后在生活上的影响（未来前景），一般业内人事都心知肚明，我就不哆嗦了，白光最有前途但最复杂，现就LED白光上第一道难关：如何快速的调准色温和调配比进行个人自述： 1，如何准确选荧光粉： 一般客户只会给一个出货格规，当然色温范围是一定要有的，其次就是IV（亮度）范围值，一般作出口的产品CRI（显色指数）值也有要求，当然国内比较讲究的客户也对CRI值有要求。现就举例说明：若一客户需要5050正白色温5500-6500，亮度5000mcd以上。CRI要求80以上。看到这规格，第一步：选晶片，晶片波段最好选450-452.5nm这段晶片在荧光粉的激发下亮度发挥得最高，第二步：选粉，把CIE图打开，将自已选要的色温范围诱在CIE图上，然后将colour temp(K)诱上去，看看是不是在能源区内，如此在CIE图上将你的晶片值那里引一条曲线，这条曲线及要穿过你所要的色温区又要贴近那条colour temp(K)线，如此曲线最终落在CIE右边黄色部分就是你要选的荧光粉的波段（大概而已），这些图我都有，如有需要的朋友可以QQ找我要，现正白一般都选560nm左右的荧光粉。 2：如何速调配比 要想快速调出你想要的色温，本人自已想了一些小法子，下面就一步一步地往下说：先根据以前配正白的经验5050，5%比例配一个（以前可以配出），3%和7%各配一个（以防晶片波段有偏差）。三种同时配好后，用同气压和时间点各点一到2颗材料。不烘烤马上进行测试，拿流明638测试机来说，测试前一定要效准机。将三种配比的数据测出来后诱在CIE图上，这三组数据联接起来一定能描出一条斜线，此时需要注意的是：是否斜线穿过你想要的色温区，是：那证明你的荧光粉选对了（数据点落不落在色区不要紧，只要斜线有穿过就够了），否：证明你粉选择失败，不过不要紧，还可以往下看，如果斜线落在色区上，证明你的粉的波长选低了，则需要选更高一点红或褐的粉，加在黄粉中混合用（混合粉粉粉比例需求救的也可以QQ我），若斜线落在色区以下，证明你的粉波长选高了。需要更低些的绿粉啊等。混合粉与A+B的比例经过上一次三种状态配比后，可以用一公试直截算出，我们想要的粉胶比例，此公式较复杂，有需要的朋友可以QQ索求。如此我们这次点胶只需点一种状态就可以了。点完一颗马上去测（这时你一定要记住你的气压和时间），测出的数据刚好落在你的色区，恭喜你完成一半的任务了（因为客户提供样板的话，你得去把材料烤干后对照颜色）。若不落，看看是偏上还是偏下。偏上则用棉签吸一部分胶出来，再测，直到你想要的色区，注意所测的数据一定要占在客户的规格值中间 （5500-6500，配得数据是6000最好），为什么这么做，就因为考虑到产线批量生产时给他们一定的幅动空间，提高良率。将上述材料取下后再去点胶机上进行实物对比点胶（调节气压时间）后面点的材料所调的胶量调到跟这个测数据的胶量一样，再看看气压时间在第一次记录的时间上少了多少？其实做久的人都知道，气压时间的多少与粉胶比例是有关系的。举例气压时间由0.500毫秒降到0.450毫秒相当于粉胶比例从5%降到4.8%.故都有一定的规律可循，如此就可提高配胶速度，当然还有很多种提速的方法就不一一在此献丑了。

阐述LED荧光粉的用途和工作原理

阐述LED荧光粉的用途和工作原理 近年来，在照明领域最引人关注的事件是半导体照明的兴起。20世纪90年代中期，日本日亚化学公司的Nakamura等人经过不懈努力，突破了制造蓝光发光二极管（LED）的关键技术，并由此开发出以荧光材料覆盖蓝光LED产生白光光源的技术。半导体照明具有绿色环保、寿命超长、高效节能、抗恶劣环境、结构简单、体积小、重量轻、响应快、工作电压低及安全性好的特点，因此被誉为继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明电光源，或称为21世纪绿色光源。美国、日本及欧洲均注入大量人力和财力，设立专门的机构推动半导体照明技术的发展。 LED实现白光有多种方式，而开发较早、已实现产业化的方式是在LED芯片上涂敷荧光粉而实现白光发射。 LED采用荧光粉实现白光主要有三种方法，但它们并没有完全成熟，由此严重地影响白光LED在照明领域的应用。 第一种方法是在蓝色LED芯片上涂敷能被蓝光激发的（YAG）黄色荧光粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光。该技术被日本Nichia公司垄断，而且这种方案的一个原理性的缺点就是该荧光体中Ce3+离子的发射光谱不具连续光谱特性，显色性较差，难以满足低色温照明的要求，同时发光效率还不够高，需要通过开发新型的高效荧光粉来改善。 第二种实现方法是蓝色LED芯片上涂覆绿色和红色荧光粉，通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光，显色性较好。但是，这种方法所用荧光粉有效转换效率较低，尤其是红色荧光粉的效率需要较大幅度的提高。

第三种实现方法是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多种颜色的荧光粉，利用该芯片发射的长波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm -410nm)来激发荧光粉而实现白光发射，该方法显色性更好，但同样存在和第二种方法相似的问题，且目前转换效率较高的红色和绿色荧光粉多为硫化物体系，这类荧光粉发光稳定性差、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。 我们是国内率先进行LED用高效低光衰荧光粉研究的研究机构。最近，通过与我国台湾合作伙伴的联合攻关，多种采用荧光粉的彩色LED被开发出来了。 采用荧光粉来制作彩色LED有以下优点： 首先，虽然不使用荧光粉，就能制备出红、黄、绿、蓝、紫等不同颜色的彩色LED，但由于这些不同颜色LED的发光效率相差很大，采用荧光粉以后，可以利用某些波段LED发光效率高的优点来制备其他波段的LED，以提高该波段的发光效率。例如有些绿色波段的LED效率较低，台湾厂商利用我们提供的荧光粉制备出一种效率较高，被其称为"苹果绿"的LED用于手机背光源，取得了较好的经济效益。 其次，LED的发光波长现在还很难精确控制，因而会造成有些波长的LED得不到应用而出现浪费，例如需要制备470nm的LED时，可能制备出来的是从455nm到480nm范围很宽的LED，发光波长在两端的LED只能以较低廉的价格处理掉或者废弃，而采用荧光粉可以将这些所谓的"废品"转化成我们所需要的颜色而得到利用。 第三，采用荧光粉以后，有些LED的光色会变得更加柔和或鲜艳，以适应不同的应用需要。当然，荧光粉在LED上最广泛的应用还是在白光领域，但由于其特殊的优点，在彩色LED 中也能得到一定的应用，但荧光粉在彩色LED上的应用还刚刚起步，需要进一步进行深入的研究和开发。

荧光粉的配比 LED封装

浅谈LED荧光粉配胶程序 荧光粉在LED制造过程起着至关重要的作用。使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉和蓝色LED芯片，可获得高亮度白光LED；若使用绿色荧光粉配合蓝光LED芯片，可以直接获得绿光；若使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉与蓝色LED芯片，可以获得冷色调白光；绿色荧光粉也可配合红色荧光粉与蓝色LED芯片而获得白光。白光LED的显色指数（CRI）与蓝光芯片、Y AG荧光粉、相关色温等有关，其中最重要的是Y AG粉，不同色温区的LED，用的粉及蓝光芯片不一样。目标色温越低的管子用的粉发射峰值要越长，芯片的峰值也要长，低于4000K色温，还要另外加入发红光的粉，以弥补红成分的不足，达到提高显色指数的目的，在保持的芯片及粉不变的条件下，色温越高显色指数越高。 在生产中总结出来的经验来看，蓝光与Y AG的最佳匹配关系如下： Y AG发射峰值/nm 蓝光峰值波长/nm 530±5 450-455 540±5 455-460 550±5 460-465 555±5 465-470 这样做出的白光比较白，一般芯片厂家提供的都是主波长，峰值波长要用专门仪器测试，测出来的值一般都比主波长短5nm左右。荧光粉与芯片波长决定了色坐标中一条直线，确定了荧光粉与芯片波长。只要增加减少配比都可以调节色坐标在此一条直线上位置。 常见的LED晶粒如下： 材料波长材料波长 InGaN 475-485nm InGaN 525nm InGaN 465-475nm InGaN 505nm InGaN 455-465nm InGaN 515nm InGaAlP 620-640nm GaAlAs/GaAs 660nm InGaAlP 610-620nm GaAlAs/GaAlAs 660nm InGaAlP 600-610nm GaP 700nm InGaAlP 592-600nm GaP 570-575nm InGaAlP 580-593nm GaP 565-570nm InGaAlP 567-577nm GaP 550-565nm InGaAlP 550-565nm PY---GaAlAs 585nm 由于荧光粉目前有无机类和有机类荧光粉。若不添加有机类荧光粉之情况，Y AG荧光粉和AB胶之比例一般为1：6 ~ 10（重量比）。至于AB胶应为 6 ~10g之间的多少数量，必须视蓝色芯片的功率大小做调整。芯片功率大者，在荧光粉数量固定不变下，AB胶数量应较为少（例如1：6）。反之，功率小者AB胶数量应较为多（例如：1：10）。 LED荧光粉配胶程序是LED工艺中，相当基础的一环，我们来看看是怎么做的。 准备工作： 1、开启并检查所有的LED生产使用设备（烤箱、精密电子称、真空箱） 2、用丙酮清洗配胶所用的小烧杯。 3、准备所需的量产规格书或相应的联络单，及相应型号胶水等并确认其都在有效的使用期内。

led灯的发光原理及荧光粉改善技术

led灯的发光原理及荧光粉改善技术 led的发光原理。led是由ⅲ一v族化合物，如gaas（砷化镓）、gaasp（磷化镓砷）、a1gaas（砷化铝镓）等半导体制成，其核心是p-n结，因此它具有一般p-n结的伏一安特性，即正向导通、反向截止、击穿特性。当p型半导体和n型半导体结合时，由于交界面处存在的载流子浓度差。于是电子和空穴都会从高浓度区域向低浓度区域扩散。这样，p区一侧失去空穴剩下不能移动的负离子，n区一侧失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子就是空间电荷。空间电荷集中在p区和n区交界面附近，形成了一很薄的空间电荷区，就是p-n结。当给p-n结1个正向电压时。便改变了p-n结的动态平衡。注入的少数载流子（少子）与多数载流子（多子）复合时，便将多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。如果给pn结加反向电压，少数载流子（少子）难以注入，故不发光。 白光led的主要实现方法。目前，氮化镓基led获得白光主要有：蓝光led+黄色荧光粉、三色led合成白光、紫光led+三色荧光粉3种办法。最为常见形成白光的技术途径是蓝光led芯片和可被蓝光有效激发的荧光粉结合组成白光led.led辐射出峰值为470nm 左右的蓝光，而部分蓝光激发荧光粉发出峰值为570nm左右的黄绿

光。与另一部分的蓝光与激发荧光粉产生的黄绿光混合产生ylo:ce 白光。目前采用的荧光粉多为稀土激活的铝酸盐ylo:ce（yag），当有蓝光激发它时发出黄绿色光，所以称作黄绿色荧光粉。该方法发光，发光效率高，制备简单，工艺成熟。但色彩随角度而变。光一致性差，而且荧光粉与led的寿命也不一致，随着时问的推移，显色指数和色温都会变化，影响了发光光源的发光质量。 采用红、绿、蓝三原色led芯片或三原色led管混合实现白光。前者为三芯片型，后者为3个发光管组装型。红、绿、蓝led 封装在1个管内，光效可达20lm/w,发光效率较高，显色性较好。不过，这种合成白光方法的不足之处就是led的驱动电路较为复杂。三芯片型三原色混合成本较高，而且由于红绿蓝3种led的光衰特性不一致，随着使用时间的增加，三色的混合比例会变化。显色指数也会相应变化紫外光或紫光led激发三原色荧光粉，产生白光。采用这种方法更容易获得颜色一致的白光，因为颜色仅仅由荧光粉的配比决定，此外，还可以获得很高的显色指数。但其最大的难点在于如何获得高转换效率的三色荧光粉，特别是高效红色荧光粉。而且防止紫外线泄露也是很重要的。 添加红色荧光粉对大功率白光led光效和显色指数的影响 白光led是最具吸引力的21世纪绿色照明光源，日亚发明的制

LED荧光粉种类详述

作者：陈登铭 LED照明商用化的快速发展，预计将会加大白光LED荧光粉的市场需求，在各界持续投入荧光粉的研发能量之下，目前已发展出的三大主流白光LED荧光粉，将可望因应不同应用，满足对于性能的多样性与严苛度的要求。 为控制全球温室气体排放，节约地球有限的能源资源，近年来各国制定能源政策同时，无不竞相提出“节能减碳”计划，其中白炽灯已为澳洲、欧盟以及美国加州等陆续宣布淘汰的照明设施。发光二极管(LED)具有发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、以及体积小等优点，目前全球白光LED照明产业持续蓬勃发展，尤其在手机面板背光源、照明以及汽车产业的应用更有无穷潜力。近年来，国内外多家面板厂商已将白光LED导入作为笔记本电脑液晶显示器背光源，取代使用汞的传统冷阴极荧光灯管。从解决环保及能源问题观点而言，白炽灯泡向来存在低能源效率与发热问题；至于含汞荧光灯，则存在汞污染的缺点，为此LED照明无疑将成为全球照明大厂全力以赴的目标。虽然白光LED使用于民生照明还存在诸多问题亟待解决，然可预见的将来，在制造成本逐渐降低、照明应用领域陆续开发之下，未来10年内，白光LED预期将成为极具潜力的照明商品。自1993年日本日亚化学成功开发出全球第一个商业化以氮化铟镓(InGaN)为材质的蓝、紫光LED之后，更加速以白光LED作为照明新世代的来临。日亚化学更在1996年发表InGaN/Y3Al5O12：Ce3+(简称YAG：Ce)荧光粉的单芯片白光LED，自此全球热烈展开白光LED相关技术研发的竞逐。日亚化学已在2007年内量产发光效率达每瓦150流明的白光LED，该公司同时表示第一阶段将先量产顺向电流20毫安的产品，此项LED发光效率堪称目前全球业界最高纪录。目前市场上白光LED 生产技术主要分为两大主流，第一为利用荧光粉将蓝光LED或紫外UV-LED所产生的蓝光或紫外光分别转换为双波长(Dichromatic)或三波长(Trichromatic)白光，此项技术称之为荧光粉转换白光LED(Phosphor Converted-LED)；第二类则为多芯片型白光LED，经由组合两种(或以上)不同色光的LED组合以形成白光，目前市场上白光LED商品以蓝光LED芯片搭配黄光荧光粉最为普遍，主要应用于汽车照明与手机面板等领域，以目前白光LED产品市场分析，荧光粉转换白光LED可谓主流。图1简要归纳并比较多种白光LED构装原理和优劣点，其中(a)型构装方式、演色性最佳，但成本最高，尚未能普及；构装方式(b)则具有技术最成熟且成本低廉之优势，但色偏、演色性不佳，须以适当红、黄光荧光粉加以改善，此外，最严重者为日亚化学专利限制难以规避；而构装方式(c)与(d)两者所制作的白光LED演色性俱佳、色偏小、成本低且专利局限较不严重，因此未来深具发展潜力。图1 利用发光二极管产生白光的原理与优劣点

LED荧光粉配胶的过程

LED荧光粉配胶的过程 准备工作： 1、开启并检查所有的LED生产使用设备（烤箱、精密电子称、真空箱） 2、用丙酮清洗配胶所用的小烧杯。 3、准备所需的量产规格书或相应的联络单，及相应型号胶水等并确认其都在有效的使用期内。 开始配胶： 1、配胶顺序说明：增亮剂+A胶按比例混合（可以按订单一次性配好），最后再加入荧光粉+ B胶按比例混合物体（须搅拌均匀）。在后再抽真空。 2、根据《量产规格书》或工程通知单中荧光粉配比和生产数量，计算出各种物料所需的重量。 3、调整精密电子称四个底座使电子称呈水平状态。 4、将干净的小烧杯放置于精密的电子磅秤上，归零后，根据量产规格书中荧光粉的配比，分别称取所需重量的荧光粉和A、B胶。 5、将配好的荧光粉手动搅拌20分钟至30分钟不等，直到荧光粉分布均匀为止。 6、把配好的荧光胶抽真空至看不见气泡的状态，取出后，放在室温下用干净的玻璃盖上使用，使用前需按同一方向缓慢搅拌2分钟到3分钟，搅拌速度每转2秒至3秒。 LED喷射式点胶製程的优点 [来源：LED显示屏专家][作者：LED显示屏][日期：10-01-18][热度：71] 目前，针筒式点胶正被喷射式点胶所替代。所谓的喷射(jetting)，属於新技术，它採用喷嘴式替代针筒，解决了许多难题。Jetting喷嘴可在需要进行底部填充的器件上方进行点胶，无需到达其顶面以下的位置。Jetting 喷嘴在整个电路板上方沿x、y方向运动，而无需垂直运动。

与点胶针筒不同，喷嘴并不是形成连续的底充胶液流，而代之以每秒鐘喷射200点以上经过精确测量的胶点。随著喷嘴的水準移动，胶点可形成各种需要的线型与图案，如实线、虚线等以及其他各种不同图形。每次喷射都经精确控制，一次喷射所形成的胶点直径最小可达0.33mm，这对於涂敷贴片胶等需要对面积进地精确控制的场合非常重要。 喷射技术是把胶水以很快的速度从喷嘴喷出，依靠胶水的动量使胶水脱离喷嘴。每次喷射都会喷射出一定数量的胶水。目前普遍的喷射频率是100赫兹到200赫兹，但是很快就会达到1000hz。喷射点胶与针头点胶有几处区别。当胶水从喷嘴喷出时，接触基板之前胶水已和喷嘴分离。每一个胶点喷射到基板可以形成点、线和图形。在点胶位置的移动过程中，点胶头没有Z轴方向的运动，这样节约了相当多的时间。针头在点胶时，机械手在X、Y、Z轴运动，胶水从针头流出来接触基板，靠重力及基板表面张力把胶水从针头分离。在每个点胶完成之后，沿Z轴有一个明显的运动，然后移动到下个点胶位置。 LED 市场同样从喷胶技术中受益。喷胶工艺可以喷涂包括硅胶、UV 固化的掺磷导电胶等范围宽广的光学材料，能够在高速点胶中进行位置精确的点胶和胶量控制。喷胶的精确度可以改善价值很高的大功率LED 器件的成品率。应用于白光的製作，萤光粉及混合胶水的点胶，使其一致性得到良好的改善。 中国LED封装技术与国外的差异 [来源：LED显示屏专家][作者：LED显示屏][日期：10-03-12][热度：31] LED产业链总体分为上、中、下游，分别是LED外延芯片、LED封装及LED应用。作为LED产业链中承上启下的LED封装，在整个产业链中起着无可比拟的重要作用。基于LED器件的各类应用产品大量使用LED器件，如大型LED显示屏、液晶显示器的LED背光源、LED照明灯具、LED交通灯和汽车灯等，LED器件在应用产品总成本上占了40%至70%，且LED应用产品的各项性能往往70%以上由LED器件的性能决定。

材料——荧光粉资料整理

荧光粉资料整理 一、同种芯片+不同荧光粉规律 (2) 二、不同芯片+同荧光粉规律 (2) 三、小规律 (3) 3.1荧光粉点胶浓度 (3) 3.2 荧光粉粒度 (3) 3.3 荧光粉越接近球形亮度越高。 (3) 3.4 色座标一样的灯眼睛看有可能光色是不一样的 (3) 3.5 发光效率和色温的平衡 (3) 3.6 荧光粉位置与发光效率 (3) 四、LED荧光粉的种类 (4)

一、同种芯片+不同荧光粉规律 用同种芯片封装不同种荧光粉会有这样的规律：粉的波长越短回归直线斜率越大，且相交于色度图下线上，反之亦然。如下图，四款我们的硅酸盐荧光粉数据。 二、不同芯片+同荧光粉规律 用同荧光粉封装不同种芯片波长时会有这样的规律：芯片波长增加，（x，y）这条回归直线斜率基本不变，可近似看作向上平移，反之亦然。如下图，我们的一款YAG荧光粉数据。

根据以上两大规律，可以进行两种荧光粉的混合使用，这样的话基本色座标图中的每一点我们都可以调配出来了。 三、小规律 3.1荧光粉点胶浓度 荧光粉点胶浓度加大，上面两个图中的对应的直线点会上移，与此同时光效会先增大再减小，我们叫每个最大值时的荧光粉浓度为该种荧光粉的极限浓度，这个浓度与荧光粉本身及芯片波长亮度有关。 3.2 荧光粉粒度 荧光粉粒度越大光效越高，但根据我们的经验，每种不同粒度的荧光粉光效存在抛物线规律，即太大和太小都不是最亮的。比如我们的YAG荧光粉只有在6-7微米时是最亮的。 3.3 荧光粉越接近球形亮度越高。 3.4 色座标一样的灯眼睛看有可能光色是不一样的 色座标一样的灯眼睛看有可能光色是不一样的，这是因为荧光粉的发射光谱不一样，这需要根据各种荧光粉的发射光谱进行选择。 3.5 发光效率和色温的平衡 浓度会影响到发光效率。色温偏移到3000－4000K 已经不是效率最佳的点。 光通量和波长之间有关系，555nm处是光功率转化为流明的最佳点，做白光的时，需要考察光谱的分布。估计5000K 左右为发光效率最佳点。 3.6 荧光粉位置与发光效率 所以我认为荧光粉的浓度直接关系到发光效率！至于和芯片的距离当然是适当远一些较好，这样荧光粉的衰减会好很多！芯片自身的散热也会好！

LED荧光粉国内排名

【高工LED专稿】【来源：《高工LED-研究与评论》11月刊GLII】 高工LED产业研究所(GLII)最新调研数据显示，2012年中国市场LED荧光粉销售量增长70%，销售额仅增长23%，主要原因是荧光粉的价格下降较快，导致企业普遍出现增量不增利现象。 以市场用量最多的黄粉为例，平均价格同比去年下滑超过25%，部分低端黄粉价格跌幅甚至超过50%。 2012年中国市场LED荧光粉销售量快速增长主要基于以下因素：下游背光、照明市场需求持续增长，带动白光LED器件产量的快速增长。COB、集成模组化封装产品越来越成熟，销售量大幅增加。这些新的封装形式比传统封装形式在荧光粉用量上增加很多。定制化的特殊颜色、特殊产品对荧光粉需求日益增加。 与去年的竞争力排行榜入围企业相比较，除英特美、日本根本化学、有研稀土3家企业保持原有名次之外，今年有4家企业第一次入围十强排行榜。 企业范围：选取在中国市场销售LED荧光粉的企业。 标准选取：本次竞争力排名总分100分，销售额得分70分，技术实力15分，成长潜力15分。 1. 英特美 作为全球知名的LED荧光粉主要供应商之一，英特美长期致力于高质量、多元化的荧光粉产品研究与开发，在荧光粉及照明领域所申请的相关专利多达300多项，拥有业界最齐全的LED系列荧光粉，包括铝酸盐荧光粉(GAL)、钇铝石榴石荧光粉(YAG)、氮化物荧光粉和硅酸盐荧光粉。英特美利用其自主专利的荧光粉，可在整个色彩光谱范围内，提供性能卓越的照明方案，产品定位以中高端市场为主，应用于背光、照明市场。 2012年英特美LED荧光粉在销售数量和销售额上继续领跑国内及全球市场，市场占有率远高于其他企业。 除了不断开拓LED封装市场之外，英特美也适时推出了新的LED远程荧光粉技术——ChromalitTM。该技术可以说是LED封装工艺的又一次变革，其将荧光粉基底与LED蓝光芯片彻底分离，从而有效解决传统固态照明的单向发光、光色不均匀、散热难、设计受限等难题。据部分国内LED应用厂家反映，ChromalitTM产品在国外市场深受欢迎。

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

荧光粉的配比LED封装精编版

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浅谈LED荧光粉配胶程序 荧光粉在LED制造过程起着至关重要的作用。使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉和蓝色LED芯片，可获得高亮度白光LED；若使用绿色荧光粉配合蓝光LED芯片，可以直接获得绿光；若使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉与蓝色LED芯片，可以获得冷色调白光；绿色荧光粉也可配合红色荧光粉与蓝色LED芯片而获得白光。白光LED的显色指数（CRI）与蓝光芯片、YAG荧光粉、相关色温等有关，其中最重要的是YAG粉，不同色温区的LED，用的粉及蓝光芯片不一样。目标色温越低的管子用的粉发射峰值要越长，芯片的峰值也要长，低于4000K色温，还要另外加入发红光的粉，以弥补红成分的不足，达到提高显色指数的目的，在保持的芯片及粉不变的条件下，色温越高显色指数越高。 在生产中总结出来的经验来看，蓝光与YAG的最佳匹配关系如下： YAG发射峰值/nm 蓝光峰值波长/nm 530±5 450-455 540±5 455-460 550±5 460-465 555±5 465-470 这样做出的白光比较白，一般芯片厂家提供的都是主波长，峰值波长要用专门仪器测试，测出来的值一般都比主波长短5nm左右。荧光粉与芯片波长决定了色坐标中一条直线，确定了荧光粉与芯片波长。只要增加减少配比都可以调节色坐标在此一条直线上位置。 常见的LED晶粒如下： 材料波长材料波长 InGaN 475-485nm InGaN 525nm InGaN 465-475nm InGaN 505nm InGaN 455-465nm InGaN 515nm InGaAlP 620-640nm GaAlAs/GaAs 660nm InGaAlP 610-620nm GaAlAs/GaAlAs 660nm InGaAlP 600-610nm GaP 700nm InGaAlP 592-600nm GaP 570-575nm InGaAlP 580-593nm GaP 565-570nm InGaAlP 567-577nm GaP 550-565nm InGaAlP 550-565nm PY---GaAlAs 585nm 由于荧光粉目前有无机类和有机类荧光粉。若不添加有机类荧光粉之情况，YAG荧光粉和AB胶之比例一般为1：6 ~ 10（重量比）。至于AB胶应为 6 ~10g之间的多少数量，必须视蓝色芯片的功率大小做调整。芯片功率大者，在荧光粉数量固定不变下，AB胶数量应较为少（例如1：6）。反之，功率小者AB胶数量应较为多（例如：1：10）。 LED荧光粉配胶程序是LED工艺中，相当基础的一环，我们来看看是怎么做的。 准备工作： 1、开启并检查所有的LED生产使用设备（烤箱、精密电子称、真空箱） 2、用丙酮清洗配胶所用的小烧杯。 3、准备所需的量产规格书或相应的联络单，及相应型号胶水等并确认其都在有效的使用期内。 开始配胶：

LED用荧光粉的制备

化学化工学院文献检索课程作业 成员陆海威王仁桢王卓历袁波班级化工1004 学号16 23 25 29 教师王彩凤

LED用荧光粉的制备 一、背景 回顾人类的照明发展史可以概括为:最早于50 多万年前使用燃 烧的木头照明;1772 年发明了煤气照明;1876 年发明了电灯泡照明;1938 年实现了荧光灯照明。每次照明领域的革命都使人类文明进入一个崭新的阶段。目前,世界上接近四分之一的电能用于生活照明,而且传统的照明光源的效率最高也仅有85～100lm/ W[1 - 3 ] 。如果照明消耗节约5 % ,那么全世界每年就可以节约至少50 亿美元的照 明投入。在当前全球能源危机和气候变暖的双重压力下,迫切需要提高生活照明用电的光电转换效率以及减少温室气体排放量,同时,科学技术的飞速发展也对照明光源的色纯度等提出了更高的要求,这就迫使照明光源进行技术革命。 半导体白光二极管照明(L ED) 就是在这样的大背景下诞生的,与 光效高、稳定性好、使用寿命长、颜色可调、显色指数更高(接近于

自然白光) 等优点,被称为新一代照明光源。目前,白光L ED 主要通过以下三个途径产生白光:一是利用三基色L ED 合成白光;二是利用蓝光L ED 激发黄色荧光粉合成白光;三是利用近紫外发射L ED 激发三基色荧光粉合成白光。三种方案各有优缺点,现在世界各国商业化、大规模生产的主要是后两种(可概括为荧光转换型白光L ED) ,而就荧光转换型方案来说,荧光粉是制约该类型白光L ED 器件性能提高的一个关键因素。目前白光L ED 用荧光粉特别是稀土荧光粉的研究十分活跃, 如蓝粉BaMgAl10O17 : Eu2 + 、绿粉ZnS : (Cu2 + ,Al3 + ) ,红粉Y2O2 S : Eu3 + 等。这些传统的荧光粉在紫外区激发的光效低,且绿粉和红粉均为硫化物体系,该体系的化学稳定性差,在制备和使用过程中容易对环境造成污染,使得白光L ED 的发光效率和使用寿命不易提高。因此研究和开发蓝色光激发的红色或者黄色发射荧光粉是十分重要的。所以我们小组就在前辈们的基础上就这个课题做进一步的探讨。 二、检索过程 1. 中文资源检索策略及检索结果 篇名：LED用荧光粉的制备 并且关键词：LED 并且关键词：荧光粉 并且关键词：制备