LED用熒光粉研究報(bào)告1.藍(lán)色LED芯片+黃色熒光粉，芯片發(fā)出的藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光互補(bǔ)形成白光。（該熒光體中Ce3+離子的發(fā)射光譜不具連續(xù)光譜特性，顯色性較差，難以滿足低色溫照明的要求，同時(shí)發(fā)光效率還不夠高，需要通過開發(fā)新型的高效熒光粉來改善）2.藍(lán)色LED芯片+綠色或紅色熒光粉,通過芯片發(fā)出的藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的綠光和紅光復(fù)合得到白光。（顯色性較好，但是，這種方法所用熒光粉有效轉(zhuǎn)換效率較低，尤其是紅色熒光粉的效率需要較大幅度的提高。）3.紫光或紫外光LED芯片上+三基色或多種顏色的熒光粉，利用該芯片發(fā)射的長波紫外光或紫光來激發(fā)熒光粉而實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射。（該方法顯色性更好，但轉(zhuǎn)化率低且目前轉(zhuǎn)換效率較高的紅色和綠色熒光粉多為硫化物體系，這類熒光粉發(fā)光穩(wěn)定性差、光衰較大）背景介紹

為了得到白光LED，在芯片上涂覆熒光粉的方法主要采用以下三種。LED常用熒光粉按化學(xué)成分大體分以下幾類：1.鋁酸鹽熒光粉；（優(yōu)點(diǎn)：亮度高，發(fā)射峰寬，成本低，工藝成熟，應(yīng)用廣泛，黃粉效果較好；缺點(diǎn)：抗?jié)裥暂^差，激發(fā)波段窄，光譜中缺乏紅光的成分，顯色指數(shù)不高）2.硅酸鹽熒光粉；（良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，灼燒溫度比鋁酸鹽體系低100度左右，理論上具有很好的發(fā)展研究趨勢，但是目前工藝不成熟，應(yīng)用較少）3.氮化物熒光粉；（激發(fā)波段寬，溫度穩(wěn)定性好，非常穩(wěn)定紅粉、綠粉較好；但是制造成本較高，發(fā)射峰較窄）4.硫化物熒光粉。（激發(fā)波段寬，紅粉、綠粉較好，但是對濕度敏感，制造過程中會產(chǎn)生污染，對人有害

，屬于淘汰的產(chǎn)品）熒光粉的分類LED常用熒光粉分類討論黃色熒光粉：在白光LED的產(chǎn)生方式中，以“藍(lán)光LED+黃色熒光粉”的技術(shù)最為成熟，這也是目前商品化白光LED產(chǎn)品的主要實(shí)現(xiàn)形式，其中所用的黃色熒光粉多為業(yè)界所熟悉的鋁酸鹽YAG:Ce和TAG:Ce。這兩者比較起來，前者的發(fā)光效率好，是公認(rèn)的發(fā)光效率最高的半導(dǎo)體照明用熒光粉，利用其與藍(lán)光LED可以制得色溫在4000k-8000k的高亮度白光LED;后者的應(yīng)用面較窄，高比例的Tb3+較適合在低于5000k的低色溫白光LED.近年來開發(fā)研究成功的LED黃色熒光粉還有硅酸鹽如:（Sr,Ba,Ca)2SiO4:Eu。此外還有硅基氮氧化物（ɑ-Sialon:Eu),它們除了可以被藍(lán)光激發(fā)外，還可以被紫外或者紫外LED有效激發(fā)；其中硅酸鹽熒光粉開發(fā)相對成熟，硅基氮氧化物熒光粉的制成困難，未見正式產(chǎn)品推出。幾款LED用黃色熒光粉參數(shù)見表2、3、4。PhosphortypeTMY-200562-450470PhosphortypeTMY-200571-455475materialsYAGmaterialsYAGMaterialDensity4.35g/cm3MaterialDensity4.35g/cm3ParticlesizeD50(V)-9μmParticlesizeD50(V)-9μmCIE(1931)X=0.434/y=0.529CIE(1931)X=0.443/y=0.520EmissioncoloryellowEmissioncoloryellowEmissionpeak562nmEmissionpeak571nmExcitationrange450-470nmExcitationrange455-475nmCCT5500±1000kCCT6000±1000k表2：YellowLEDPhosphorDatasheet(黃色熒光粉)表3：YellowLEDPhosphorDatasheet(黃色熒光粉)PhosphortypeTMY-300562PhosphortypeTMY-300565materialssilicatematerialssilicateMaterialDensity3.85g/cm3MaterialDensity3.95g/cm3ParticlesizeD50(V)-10μmParticlesizeD50(V)-10μmCIE(1931)X=0.445/y=0.545CIE(1931)X=0.455/y=0.535EmissioncoloryellowEmissioncoloryellowEmissionpeak562nmEmissionpeak565nmExcitationrange450-470nmExcitationrange455-475nmCCT6000±1000kCCT5000±1000k表4：YellowLEDPhosphorDatasheet(黃色熒光粉)PhosphortypeTMY-400555-450475PhosphortypeTMY-400570-450475materialsYAGmaterialsYAGMaterialDensity5.00g/cm3MaterialDensity5.00g/cm3ParticlesizeD50(V)-10μmParticlesizeD50(V)-10μmCIE(1931)X=0.439/y=0.540CIE(1931)X=0.478/y=0.510EmissioncoloryellowEmissioncoloryellowEmissionpeak555nmEmissionpeak570nmExcitationrange450-475nmExcitationrange450-475nmCCT6500±1000kCCT4000±1000kPhosphortypeTMR-500630-254530PhosphortypeTMR-500650-254530materialsoxynitridematerialsoxynitrideMaterialDensity4.6g/cm3MaterialDensity4.6g/cm3ParticlesizeD50(V)-10μmParticlesizeD50(V)-10μmCIE(1931)X=0.630/y=0.369CIE(1931)X=0.660/y=0.338EmissioncolorredEmissioncolorredEmissionpeak630nmEmissionpeak650nmExcitationrange254-530nmExcitationrange254-530nm表5：RedLEDPhosphorDatasheet(紅色熒光粉）PhosphortypeTMG-300520PhosphortypeTMG-300525materialssilicatematerialssilicateMaterialDensity3.85g/cm3MaterialDensity3.85g/cm3ParticlesizeD50(V)-10μmParticlesizeD50(V)-10μmCIE(1931)X=0.281/y=0.645CIE(1931)X=0.315/y=0.625EmissioncolorgreenEmissioncolorgreenEmissionpeak520nmEmissionpeak525nmExcitationrange450-470nmExcitationrange450-470nm表6:GreenLEDPhosphorDatasheet(綠色熒光粉)熒光粉的合成方法主要有以下幾種：高溫固相法共沉淀法溶膠凝膠法氣相法合成工藝最常用的高溫固相法合成工藝流程：原料選擇（純度、粒徑、組成…）4.后處理制程熒光粉1.Flux的種類2.還原氣氛種類3.燒結(jié)溫度與時(shí)間以Y3Al5O12:Ce的高溫固相合成為例:4.粉餅檢驗(yàn)，研磨，篩選Y3Al5O12:Ce1.CeF32.N2-H23.1300-1600℃,2-4HY2O3,CeO2,Al2O3熒光粉的顆粒度粉體的顆粒大小直接影響到膠體的涂敷效果，顆粒偏大，亮度較高，但涂敷的效果差，顆粒偏小，涂敷性能好，但是亮度偏低，因此一種合適的中心粒徑，顆粒分布好的粉，可以達(dá)到易配膠、易涂敷、亮度高，光衰小的效果。從下圖可以看出，一般廠家的熒光粉顆粒中值粒徑（D50)為5-15μm左右。溫濕度對熒光粉的影響熒光粉是在大于1000℃的高溫條件下合成的，所以溫度對熒光粉的性質(zhì)影響不大。濕度作為一項(xiàng)重要的考量因素，主要是針對鋁酸鹽類的熒光粉。鋁酸鹽稀土熒光粉的最大缺點(diǎn)是抗?jié)裥圆?對水極不穩(wěn)定,在水溶液中極易水解，生成Al(OH)3。即使空氣中的水分也能使其發(fā)光亮度和余輝時(shí)間大大降低。這種對水的敏感性嚴(yán)重限制了此類熒光粉體在各種水性體系和高要求的酸堿體系中的應(yīng)用。大部分的硅酸鹽是不溶于水的，所以，硅酸鹽的相對抗?jié)裥员容^好。總的來說，鋁酸鹽體系發(fā)光材料抗?jié)裥暂^差，需要在顆粒表面進(jìn)行物理化學(xué)修飾，以提高其穩(wěn)定性，硅酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。熒光粉的特性分析工具熒光粉的主要特性包括晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性、發(fā)光特性、色度、表面形態(tài)、粉體粒