白光LED 用高效荧光粉的制备研究进展.doc

文档介绍：第 10 卷第 6 期
2010 年 12 月

过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
白光 LED 用高效荧光粉的制备研究进展


Dec. 2010
张星

1,2

11112

1
(1. 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室,北京 100190;2. 北京化工大学材料科学与工程学院,北京 100029)
摘要:制备具有球形度高、结构均匀、光学性能优异及发射光谱可控的 YAG 粉体是实现高性能白光 LED 的关键. 本
文综述了目前国内外白光 LED 用高效荧光材料的主要研究成果,并对其主要制备技术的优缺点进行了较详细的分析;
在分析总结相关研究的基础上,对目前白光 LED 用高效荧光粉的研究现状及存在的问题做了简要的概括,最后对其
发展前景进行了展望,指出稀土元素的均匀掺杂及颗粒形貌的有效控制是解决白光 LED 显色性差、发光效率低等问
题的有效措施,并提出等离子体方法有可能成为解决上述问题的有效途径之一.
关键词:白光 LED;荧光粉;制备方法
中图分类号:;
文献标识码:A
文章编号:1009−606X(2010)06−1242−07
1

前言

详细的阐述,并对其发展前景进行了展望.
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

2

荧光粉的发光机理
光源已受到高度重视. 白光发光二极管(Light Emitting
Diode, 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
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
[1–20]
,被认为是替代白炽灯、荧光
陷和杂质有关,这种局部不完整破坏了晶体晶格的规则
灯的新一代绿色照明光源.
目前,获取白光 LED 的主要途径有以下几种:(1)
利用三基色原理和目前已能生产的红、绿、蓝三种超高
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
[21]
. 但由
利用波长为 430~470 nm 的 InGaN 基蓝光 LED 和可被蓝
于 LED 器件光输出会随温度升高而下降,不同的 LED
下降程度差别较大,结果造成混合白光的色差[22],限制
了用三基色 LED 芯片组装实现白光的应用;(2)蓝色
LED 芯片与可被蓝光有效激发的发黄光荧光粉结合组
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
[23−27]