LED用荧光粉 荧光粉在led中的作用

近年来，照明领域最受关注的事件是半导体照明的兴起。1990年代中期，日亚化学的Nakamura等，在蓝色发光二极管（LED）的制造中突破重要的技术，开发了用荧光材料覆盖蓝色LED生成白色光源的技术。半导体照明有利于绿色环境、寿命长、高效节能、耐恶劣环境、结构简单、体积小、重量轻、响应快、动作电压低、安全性好的特点，因此被称为白炽灯、日光灯、节能灯之后的第四代照明光源或21世纪绿色光源。美国、日本、欧洲投资大量人力和财力，设立了推动半导体照明技术发展的专门机构。

LED的白光的实现有各种各样的方式，不过，开发快，实现了产业化的方式是在LED芯片上涂上荧光体来实现白光的发光。LED使用荧光体实现白光主要有三种方法，但由于它们尚未完全成熟，所以对照明领域的白光LED应用产生了严重影响。具体地，第一方法是在蓝色LED芯片上涂布由蓝色光激发的黄色荧光粉，并且从芯片发射的蓝色光和从荧光体发射的黄色光互补地形成白光。该技术被日本Nichia垄断，该方案的原理缺点之一是该荧光体中Ce3+离子的发射光谱没有连续光谱特性，发色性差，难以满足低色温照明的要求，同时发光效率还不高有必要通过新型高效磷光体的开发来改善。

第二实现方法是在蓝色LED芯片上涂布绿色和红色的荧光体，将从芯片发出的蓝色光和从荧光体发出的绿光和红色光复合而得到白光，发色性良好。但是，该方法所使用的荧光体的有效变换效率低，特别是红色荧光体的效率需要大幅度提高。

第三实现方法是在紫外线或紫外线LED芯片上涂布3色以上的荧光体，使用从该芯片放出的长波紫外线（370 nm到380nm）或紫外线（380 nm到410nm）来激发荧光体来实现白色发光的方法，该方法的发色性更好，但存在与第二方法相同的问题目前转换效率高的红色和绿色荧光粉多为硫化物类，这样的荧光体发光稳定性差，光衰减大，所以高效率且低光衰减的白光LED用荧光体的开发迫在眉睫。

我们是国内第一个研究LED用高效低光衰减荧光体的研究机构。最近，在与我国台湾合作伙伴的合作下，开发了采用荧光体的彩色LED。

使用荧光粉制作彩色LED的优点如下。

首先，可以不使用荧光体而制备红、黄、绿、蓝、紫等不同颜色的彩色LED，但是由于这些不同颜色的LED的发光效率大不相同，所以在使用荧光体之后，利用某频带的LED的发光效率高的优点，制备其他频带的LED可以提高那个频带的发光效率。例如，一些绿色波段的LED效率低，台湾厂商利用我们提供的荧光体，效率高，将被称为“苹果绿”的LED用于手机的背光，获得了经济效益。

接着，由于难以正确控制LED的发光波长，所以在需要制造470nm的LED的情况下，有可能制造455nm到480nm的范围宽的LED，因为发光波长两端的LED只能以廉价的价格处理或废弃，所以使用荧光粉这些所谓的“废品”可以转换成我们所需要的颜色来利用。

第三，如果采用荧光体，LED的光色会变得更柔和、更鲜艳，可以适应不同的应用需求。当然，荧光体对LED的最广泛应用是白光领域，但是由于其特殊的优点，在彩色LED中也可以得到一定的应用，但是荧光体对彩色LED的应用才刚刚开始，需要进一步的研究和开发。