LED與熒光粉

LED實現(xiàn)白光有多種方式，而開發(fā)較早、已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的方式是在LED芯片上涂敷熒光粉而實現(xiàn)白光發(fā)射。

LED采用熒光粉實現(xiàn)白光主要有三種方法，但它們并沒有完全成熟，由此嚴重地影響白光LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用。具體來說，第一種方法是在藍色LED芯片上涂敷能被藍光激發(fā)的黃色熒光粉，芯片發(fā)出的藍光與熒光粉發(fā)出的黃光互補形成白光。該技術(shù)被日本Nichia公司壟斷，而且這種方案的一個原理性的缺點就是該熒光體中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。

第二種實現(xiàn)方法是藍色LED芯片上涂覆綠色和紅色熒光粉，通過芯片發(fā)出的藍光與熒光粉發(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。

第三種實現(xiàn)方法是在紫光或紫外光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(380nm-410nm)來激發(fā)熒光粉而實現(xiàn)白光發(fā)射，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，因此開發(fā)高效的、低光衰的白光LED用熒光粉已成為一項迫在眉睫的工作。

我們是國內(nèi)率先進行LED用高效低光衰熒光粉研究的研究機構(gòu)。最近，通過與我國臺灣合作伙伴的聯(lián)合攻關(guān)，多種采用熒光粉的彩色LED被開發(fā)出來了。

采用熒光粉來制作彩色LED有以下優(yōu)點：

首先，雖然不使用熒光粉，就能制備出紅、黃、綠、藍、紫等不同顏色的彩色LED，但由于這些不同顏色LED的發(fā)光效率相差很大，采用熒光粉以后，可以利用某些波段LED發(fā)光效率高的優(yōu)點來制備其他波段的LED，以提高該波段的發(fā)光效率。例如有些綠色波段的LED效率較低，臺灣廠商利用我們提供的熒光粉制備出一種效率較高，被其稱為"蘋果綠"的LED用于手機背光源，取得了較好的經(jīng)濟效益。

其次，LED的發(fā)光波長現(xiàn)在還很難精確控制，因而會造成有些波長的LED得不到應(yīng)用而出現(xiàn)浪費，例如需要制備470nm的LED時，可能制備出來的是從455nm到480nm范圍很寬的LED，發(fā)光波長在兩端的LED只能以較低廉的價格處理掉或者廢棄，而采用熒光粉可以將這些所謂的"廢品"轉(zhuǎn)化成我們所需要的顏色而得到利用。

第三，采用熒光粉以后，有些LED的光色會變得更加柔和或鮮艷，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需要。當然，熒光粉在LED上最廣泛的應(yīng)用還是在白光領(lǐng)域，但由于其特殊的優(yōu)點，在彩色LED中也能得到一定的應(yīng)用，但熒光粉在彩色LED上的應(yīng)用還剛剛起步，需要進一步進行深入的研究和開發(fā)。