本文由AP0810321貢獻(xiàn)ppt文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT,或下載源文件到本機(jī)查看。白光LED熒光粉材料的發(fā)展現(xiàn)狀白光LED熒光粉材料的發(fā)展現(xiàn)狀1、三大主流白光LED熒光粉性能各有千、三大主流白光熒光粉性能各有千秋。2、白光LED用硅酸鹽熒光粉的研究現(xiàn)狀、白光用硅酸鹽熒光粉的研究現(xiàn)狀3、展望與可以繼續(xù)開展的工作、三大主流白光三大主流白光LED熒光粉性能各有千秋。三大主流白光熒光粉性能各有千秋白光LED以其獨(dú)特優(yōu)勢被稱為第四代光源,具有廣闊的應(yīng)用前景,而白光白光LED熒白光熒光粉的市場需求將會隨之加大。因?yàn)闊晒夤夥鄄牧蠈μ岣甙坠釲ED發(fā)光效率、實(shí)現(xiàn)高顯色性以及多種色溫上扮演關(guān)鍵角色。1.1、 白光LED的制備方法、白光目前業(yè)內(nèi)的白光白光LED通常用兩種方法制成：白光一是將紅光、綠光和藍(lán)光藍(lán)光三種LED混合封藍(lán)光裝在一個基板上，通過調(diào)節(jié)這三種顏色的比例來合成白光；二是在LED芯片芯片的表面涂覆一層熒光粉來芯片生成白光LED。藍(lán)色LED芯片上涂敷能被藍(lán)光激發(fā)的黃色熒光粉。原理是利用460nm波長的藍(lán)光芯片上涂一層YAG熒光粉，利用藍(lán)光LED激發(fā)熒光粉以產(chǎn)生與藍(lán)光互補(bǔ)的555nm波長黃光，并將互補(bǔ)的黃光、藍(lán)光混合得到白光。藍(lán)色LED芯片上涂覆綠色和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。紫光或紫外光LED芯片上涂敷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(370nm-380nm)或紫光(380nm410nm)來激發(fā)熒光粉而實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射。1.2、 方法的優(yōu)缺點(diǎn)、藍(lán)色LED芯片上涂敷能被藍(lán)光激發(fā)的黃色熒光粉。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，紅光譜的亮度和色度都不佳。難以滿足低色溫照明的要求。添加適當(dāng)比例紅色熒光粉，可提高顯色指數(shù)，但是發(fā)光效率會降低。藍(lán)色LED芯片上涂覆綠色和紅色熒光粉顯色性較好。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。紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多種顏色的熒光粉該方法顯色性更好，但同樣存在和第二種方法相似的問題，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1.3、 優(yōu)質(zhì)熒光粉的特點(diǎn)目前國際上通常采用波長為350?470nm的GalnN基發(fā)光二極管作為激發(fā)光源，因此要求熒光粉的激發(fā)光譜也在此范圍之內(nèi)。同時優(yōu)質(zhì)熒光粉還應(yīng)該滿足以下特點(diǎn)：1、發(fā)射峰集中在某些合適的波長范圍內(nèi)。2、有好的熱穩(wěn)定性。3、高量子效率和激發(fā)光吸收率。4、粉末顆粒細(xì)小均勻。1.4、 三大熱門熒光粉1.4.1、技術(shù)現(xiàn)狀石榴石型氧化物熒光粉主要包括釔鋁石榴石黃光熒光粉，該技術(shù)由日亞化學(xué)壟斷。硅酸鹽熒光粉目前主要硅酸鹽熒光粉的重要專利仍為豐田合成、日亞化學(xué)、歐司朗光電半導(dǎo)體等公司所擁有氮化物與氮氧化物熒光粉領(lǐng)先者主要為荷蘭TechnicalUniversityofEindhoven、日本NationalInstituteforMaterialsScience(NIMS)、日本三菱化學(xué)公司、日本Ube工業(yè)與歐司朗光電半導(dǎo)體等單位。2010年北京宇極科技成功開發(fā)出了新型氮氧化物黃色熒光粉，并成功獲得了國家專利是目前國內(nèi)唯一擁有氮氧化物黃色熒光粉技術(shù)的LED封裝廠。1.4.1、 技術(shù)現(xiàn)狀日亞化學(xué)技術(shù)壟斷。由于具有體積小、成本低、控制回路設(shè)計簡單，藍(lán)光藍(lán)光芯片+YAG鋁酸鹽藍(lán)光黃色熒光粉是當(dāng)前白光白光LED的主流實(shí)現(xiàn)方式。據(jù)了解，現(xiàn)在業(yè)界公認(rèn)效白光率最佳產(chǎn)生白光的組合仍是日亞化學(xué)所擁有，此外，歐司朗光電半導(dǎo)體所發(fā)展的黃光熒光粉TAG表現(xiàn)則較為遜色。日亞化學(xué)在白光LED中全球市場份額超過30%。目前中國絕大多數(shù)封裝廠(包括臺灣封裝廠)都采用這種方法來生產(chǎn)白光LED,但是熒光粉大部分依靠進(jìn)口產(chǎn)品，因?yàn)殇X酸鹽黃色熒光粉是日本日亞公司的專利。三菱化學(xué)獨(dú)占市場。從2010年起，液晶電視中配備LED背光源背光源的機(jī)型迅猛增加，其要求具背光源有高色彩表現(xiàn)性。而能滿足這一要求性能的是采用紅色及綠色熒光粉的白光LED。在用于白光LED的紅色熒光粉市場方面目前三菱化學(xué)幾乎占據(jù)100%。在綠色熒光粉方面，截至2009年也占了近40%的份額。1.4.2、 顏色特性目前LED用熒光粉材料三大熱門：鋁酸鹽(YAG)熒光粉、硅酸鹽熒光粉、氮氧化物熒光粉。YAG只能做出黃粉，硅酸鹽能做出綠粉和橙粉，氮氧化物能做出紅粉、綠粉和黃粉，覆蓋從藍(lán)色到紅色的全部色色域，有機(jī)會成為未來的一個主流發(fā)展趨勢。1.4.3各系熒光粉的優(yōu)缺點(diǎn)傳統(tǒng)硫化物基質(zhì)發(fā)光體在空氣中容易被氣化、化學(xué)穩(wěn)定性差、亮度低，在應(yīng)用中受到很大限制，已逐步被淘汰。氮氧化物熒光粉目前的效率還低于鋁酸鹽和硅酸鹽熒光粉,且其制程通常需要高溫、高壓的條件。鋁酸鹽體系發(fā)光材料具有抗?jié)裥圆?，發(fā)光顏色單一等缺點(diǎn)，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。硅酸鹽體系的發(fā)光材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，對紫外、近紫外、藍(lán)光具有顯著的吸收，量產(chǎn)制備成本低廉，灼燒溫度比鋁酸鹽體系低100°C以上。2、白光LED用硅酸鹽熒光粉的研究現(xiàn)狀2.1被藍(lán)色I(xiàn)nGaN管芯激發(fā)的硅酸鹽熒光粉2.2被近紫外光(370?410nm)激發(fā)發(fā)射白光的單一基質(zhì)的硅酸鹽熒光粉2.1被藍(lán)色I(xiàn)nGaN管芯激發(fā)的硅酸鹽熒光粉被藍(lán)色I(xiàn)nGaN管芯激發(fā)的硅酸鹽熒光粉目前藍(lán)光激發(fā)的硅酸鹽熒光粉主要以二價銪激活正硅酸鹽為主，其他類型的硅酸鹽材料還很少。近年來該類硅酸鹽材料在發(fā)光效率、流明功效、溫度特性等方面都有所改善。其研究成果Park等［7］報道了新型的光轉(zhuǎn)換材料一Sr2SiO4:Eu2和Sr3Si05:Eu2，與YAG:Ce相比，Sr3Si05:Eu2具有更優(yōu)的溫度特性。該樣品在藍(lán)光激發(fā)下發(fā)射570nm黃光，與InGaN藍(lán)光芯片制成WLED，顯色指數(shù)只有64,原因是缺少綠色與紅色發(fā)射。經(jīng)過共摻雜Ba2后，WLED顯色指數(shù)提高到85，色溫達(dá)2500?5000K,成為一種優(yōu)良的暖白色光。M.PardhaSaradhi等［8］成功合成了Li2SrSiO4:Eu2，在400?470nm激發(fā)下，出現(xiàn)一個500?700nm的寬發(fā)射帶，其色坐標(biāo)值為(0.3346、0.3401)，而YAG:Ce的色坐標(biāo)值為(0.3069、0.3592)，由此表明：與YAG:Ce相比，Li2SrSiO4:Eu2涂敷在LED上有效地改善了紅光發(fā)射。夏威等［9］采用高溫固相法合成了系列新的寬激發(fā)帶焦硅酸基質(zhì)發(fā)光材料M2MgSi207:Eu,Dy(M=Ca,Sr)，并對其熒光光譜和發(fā)光特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：該系列硅酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料具有很寬的激發(fā)光譜，激發(fā)帶均延伸到了可見區(qū)，在450?480nm區(qū)域間可以非常有效地激發(fā)Ca2MgSi207:Eu,Dy,于536nm處產(chǎn)生強(qiáng)光發(fā)射，與InGaN芯片的藍(lán)光復(fù)合可產(chǎn)生白光。2.2被近紫外光（370?410nm）激發(fā)發(fā)射白光的單一基質(zhì)的硅酸鹽熒光粉目前，與近紫外光管芯相匹配的白光熒光粉普遍采用混合紅、綠、藍(lán)等3種基色熒光粉的辦法制得。由于混合物之間存在顏色再吸收和配比調(diào)控問題，流明效率和色彩還原性能受到較大影響，因此，制備出近紫外激發(fā)的全色單一白光熒光粉成了研究的熱點(diǎn)。其研究成果Kim.J.S［16］等報道了適于近紫外光激發(fā)的Ba3MgSi208:Eu2,Mn2單一相白光熒光粉。后WangJilei［17］等進(jìn)一步研究了摻雜鋁離子對Ba3MgSi208:Eu2,Mn2熒光體的微結(jié)構(gòu)和發(fā)射光譜的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)微量Al離子的摻入會使熒光粉藍(lán)光和綠光的相對強(qiáng)度發(fā)生明顯變化,而紅光的強(qiáng)度基本不變。因此，熒光體的色坐標(biāo)位置可以通過摻入不同數(shù)量的鋁離子來調(diào)控。該稀土硅酸鹽基質(zhì)表現(xiàn)出的RGB三色發(fā)射特征，使其成為重要的新型白光熒光粉。楊志平等［18］采用高溫固相法合成了Eu2,Mn2共激活的Ca2Si03Cl2高亮度白色發(fā)光材料,該材料激發(fā)光譜均分布在250?415nm，可以被InGaN管芯產(chǎn)生的紫外輻射有效激發(fā)，發(fā)射峰位于419、498、578nm處，3個譜帶疊加產(chǎn)生強(qiáng)的白色熒光。因此，Ca2SiO3Cl2:Eu2,Mn2是一種很有前途的單一基質(zhì)白光LED熒光粉。孫曉園等［19］首次報道了Sr2MgSiO5:Eu2單一基質(zhì)白光LED熒光粉。其發(fā)射光譜由位于470、570nm處的兩個譜帶組成，歸結(jié)為不同格位上Eu2的發(fā)射，它們混合成白光。這兩個發(fā)射帶所對應(yīng)的激發(fā)光譜均分布在250?450nm的紫外區(qū)，利用該熒光粉和具有400nm近紫外光發(fā)射的InGaN管芯制成的白光LED，顯色指數(shù)為85,光強(qiáng)達(dá)8100cd/m2，性能優(yōu)于目前商用的藍(lán)光管芯泵浦白光LED，因此在新一代白光LED照明領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。3、展望與可以繼續(xù)開展的工作硅酸鹽基質(zhì)白光LED發(fā)光材料的研究開展得比較晚,但目前已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,用藍(lán)光LED芯片封裝后的白光LED發(fā)光效率可以達(dá)到同樣芯片封裝YAG:Ce的95%~105%,已經(jīng)完全達(dá)到實(shí)用水平，是最有可能超越Y(jié)AG的新發(fā)光材料體系.1本文由AP0810321貢獻(xiàn)ppt文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT,或下載源文件到本機(jī)查看。白光LED熒光粉材料的發(fā)展現(xiàn)狀白光LED熒光粉材料的發(fā)展現(xiàn)狀1、三大主流白光LED熒光粉性能各有千、三大主流白光熒光粉性能各有千秋。2、白光LED用硅酸鹽熒光粉的研究現(xiàn)狀、白光用硅酸鹽熒光粉的研究現(xiàn)狀3、展望與可以繼續(xù)開展的工作、1?三大主流白光三大主流白光LED熒光粉性能各有千秋。三大主流白光熒光粉性能各有千秋白光LED以其獨(dú)特優(yōu)勢被稱為第四代光源,具有廣闊的應(yīng)用前景，而白光白光LED熒白光熒光粉的市場需求將會隨之加大。因?yàn)闊晒夤夥鄄牧蠈μ岣甙坠釲ED發(fā)光效率、實(shí)現(xiàn)高顯色性以及多種色溫上扮演關(guān)鍵角色。1.1、白光LED的制備方法、白光目前業(yè)內(nèi)的白光白光LED通常用兩種方法制成：白光一是將紅光、綠光和藍(lán)光藍(lán)光三種LED混合封藍(lán)光裝在一個基板上，通過調(diào)節(jié)這三種顏色的比例來合成白光；二是在LED芯片芯片的表面涂覆一層熒光粉來芯片生成白光LED。藍(lán)色LED芯片上涂敷能被藍(lán)光激發(fā)的黃色熒光粉。原理是利用460nm波長的藍(lán)光芯片上涂一層YAG熒光粉，利用藍(lán)光LED激發(fā)熒光粉以產(chǎn)生與藍(lán)光互補(bǔ)的555nm波長黃光，并將互補(bǔ)的黃光、藍(lán)光混合得到白光。藍(lán)色LED芯片上涂覆綠色和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。紫光或紫外光LED芯片上涂敷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(370nm-380nm)或紫光(380nm410nm)來激發(fā)熒光粉而實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射。1.2、 方法的優(yōu)缺點(diǎn)、藍(lán)色LED芯片上涂敷能被藍(lán)光激發(fā)的黃色熒光粉。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，紅光譜的亮度和色度都不佳。難以滿足低色溫照明的要求。添加適當(dāng)比例紅色熒光粉，可提高顯色指數(shù)，但是發(fā)光效率會降低。藍(lán)色LED芯片上涂覆綠色和紅色熒光粉顯色性較好。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。紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多種顏色的熒光粉該方法顯色性更好，但同樣存在和第二種方法相似的問題，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1.3、 優(yōu)質(zhì)熒光粉的特點(diǎn)目前國際上通常采用波長為350?470nm的GalnN基發(fā)光二極管作為激發(fā)光源，因此要求熒光粉的激發(fā)光譜也在此范圍之內(nèi)。同時優(yōu)質(zhì)熒光粉還應(yīng)該滿足以下特點(diǎn)：1、發(fā)射峰集中在某些合適的波長范圍內(nèi)。2、有好的熱穩(wěn)定性。3、高量子效率和激發(fā)光吸收率。4、粉末顆粒細(xì)小均勻。1.4、 三大熱門熒光粉1.4.1、技術(shù)現(xiàn)狀石榴石型氧化物熒光粉主要包括釔鋁石榴石黃光熒光粉，該技術(shù)由日亞化學(xué)壟斷。硅酸鹽熒光粉目前主要硅酸鹽熒光粉的重要專利仍為豐田合成、日亞化學(xué)、歐司朗光電半導(dǎo)體等公司所擁有氮化物與氮氧化物熒光粉領(lǐng)先者主要為荷蘭TechnicalUniversityofEindhoven、日本NationalInstituteforMaterialsScience(NIMS)、日本三菱化學(xué)公司、日本Ube工業(yè)與歐司朗光電半導(dǎo)體等單位。2010年北京宇極科技成功開發(fā)出了新型氮氧化物黃色熒光粉，并成功獲得了國家專利是目前國內(nèi)唯一擁有氮氧化物黃色熒光粉技術(shù)的LED封裝廠。1.4.1、 技術(shù)現(xiàn)狀日亞化學(xué)技術(shù)壟斷。由于具有體積小、成本低、控制回路設(shè)計簡單，藍(lán)光藍(lán)光芯片+YAG鋁酸鹽藍(lán)光黃色熒光粉是當(dāng)前白光白光LED的主流實(shí)現(xiàn)方式。據(jù)了解，現(xiàn)在業(yè)界公認(rèn)效白光率最佳產(chǎn)生白光的組合仍是日亞化學(xué)所擁有，此外，歐司朗光電半導(dǎo)體所發(fā)展的黃光熒光粉TAG表現(xiàn)則較為遜色。日亞化學(xué)在白光LED中全球市場份額超過30%。目前中國絕大多數(shù)封裝廠(包括臺灣封裝廠)都采用這種方法來生產(chǎn)白光LED，但是熒光粉大部分依靠進(jìn)口產(chǎn)品，因?yàn)殇X酸鹽黃色熒光粉是日本日亞公司的專利。三菱化學(xué)獨(dú)占市場。從2010年起，液晶電視中配備LED背光源背光源的機(jī)型迅猛增加，其要求具背光源有高色彩表現(xiàn)性。而能滿足這一要求性能的是采用紅色及綠色熒光粉的白光LED。在用于白光LED的紅色熒光粉市場方面目前三菱化學(xué)幾乎占據(jù)100%。在綠色熒光粉方面，截至2009年也占了近40%的份額。1.4.2、 顏色特性目前LED用熒光粉材料三大熱門：鋁酸鹽(YAG)熒光粉、硅酸鹽熒光粉、氮氧化物熒光粉。YAG只能做出黃粉，硅酸鹽能做出綠粉和橙粉，氮氧化物能做出紅粉、綠粉和黃粉,覆蓋從藍(lán)色到紅色的全部色色域，有機(jī)會成為未來的一個主流發(fā)展趨勢。1.4.3各系熒光粉的優(yōu)缺點(diǎn)傳統(tǒng)硫化物基質(zhì)發(fā)光體在空氣中容易被氣化、化學(xué)穩(wěn)定性差、亮度低，在應(yīng)用中受到很大限制，已逐步被淘汰。氮氧化物熒光粉目前的效率還低于鋁酸鹽和硅酸鹽熒光粉,且其制程通常需要高溫、高壓的條件。鋁酸鹽體系發(fā)光材料具有抗?jié)裥圆睿l(fā)光顏色單一等缺點(diǎn)，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。硅酸鹽體系的發(fā)光材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，對紫外、近紫外、藍(lán)光具有顯著的吸收，量產(chǎn)制備成本低廉，灼燒溫度比鋁酸鹽體系低100°C以上。2、 白光LED用硅酸鹽熒光粉的研究現(xiàn)狀2.1被藍(lán)色I(xiàn)nGaN管芯激發(fā)的硅酸鹽熒光粉2.2被近紫外光(370?410nm)激發(fā)發(fā)射白光的單一基質(zhì)的硅酸鹽熒光粉2.1被藍(lán)色I(xiàn)nGaN管芯激發(fā)的硅酸鹽熒光粉被藍(lán)色I(xiàn)nGaN管芯激發(fā)的硅酸鹽熒光粉目前藍(lán)光激發(fā)的硅酸鹽熒光粉主要以二價銪激活正硅酸鹽為主，其他類型的硅酸鹽材料還很少。近年來該類硅酸鹽材料在發(fā)光效率、流明功效、溫度特性等方面都有所改善。其研究成果Park等［7］報道了新型的光轉(zhuǎn)換材料一Sr2SiO4:Eu2和Sr3Si05:Eu2,與YAG:Ce相比，Sr3Si05:Eu2具有更優(yōu)的溫度特性。該樣品在藍(lán)光激發(fā)下發(fā)射570nm黃光，與InGaN藍(lán)光芯片制成WLED，顯色指數(shù)只有64,原因是缺少綠色與紅色發(fā)射。經(jīng)過共摻雜Ba2后，WLED顯色指數(shù)提高到85，色溫達(dá)2500?5000K,成為一種優(yōu)良的暖白色光。M.PardhaSaradhi等［8］成功合成了Li2SrSiO4:Eu2，在400?470nm激發(fā)下，出現(xiàn)一個500?700nm的寬發(fā)射帶，其色坐標(biāo)值為(0.3346、0.3401),而YAG:Ce的色坐標(biāo)值為(0.3069、0.3592)，由此表明：與YAG:Ce相比，Li2SrSiO4:Eu2涂敷在LED上有效地改善了紅光發(fā)射。夏威等［9］采用高溫固相法合成了系列新的寬激發(fā)帶焦硅酸基質(zhì)發(fā)光材料M2MgSi207:Eu,Dy(M=Ca,Sr)，并對其熒光光譜和發(fā)光特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：該系列硅酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料具有很寬的激發(fā)光譜，激發(fā)帶均延伸到了可見區(qū)，在450?480nm區(qū)域間可以非常有效地激發(fā)Ca2MgSi207:Eu,Dy,于536nm處產(chǎn)生強(qiáng)光發(fā)射，與InGaN芯片的藍(lán)光復(fù)合可產(chǎn)生白光。2.2被近紫外光(370?410nm)激發(fā)發(fā)射白光的單一基質(zhì)的硅酸鹽熒光粉目前，與近紫外光管芯相匹配的白光熒光粉普遍采用混合紅、綠、藍(lán)等3種基色熒光粉的辦法制得。由于混合物之間存在顏色再吸收和配比調(diào)控問題，流明效率和色彩還原性能受到較大影響，因此，制備出近紫外激發(fā)的全色單一白光熒光粉成了研究的熱點(diǎn)。