荧光粉机理
在制作白光LED的方法中，有两种方法都和荧光粉有关，因此在制作白光LED时，必须对荧光粉进行仔细研究。
荧光粉是一个非常关键的材料，它的性能直接影响白光LED的亮度、色坐标、色温及显色性等。
因而开发具有良好发光特性的荧光粉是得到高亮度、高发光效率、高显色性白光LED的关键所在。
所谓荧光粉是指那些可以吸收能量（这些所吸收的能量包括电磁波（含可见光、X射线、紫外线）、电子束或离子束、热、化学反应等），再经由能量转换后放出可见光的物质，也称之为荧光体或夜光粉。
目前发光材料的发光机理基本是用能带理论进行解释的。不论采用那一种形式的发光，都包含了：
?激发；
?能量传递；
?发光；
三个过程
一、激发和发光过程
?激发过程：
发光体中可激系统（发光中心、基质和激子等）吸收能量以后，从基态跃迁到较高能量状态的过程称为激发过程。
?发光过程：
受激系统从激发态跃回基态，而把激发时吸收的一部分能量以光辐射的形式发射出来的过程，称为发光过程。
一般有三种激发和发光过程
1. 发光中心直接激发和发光
（1）. 自发发光
过程1：发光中心吸收能量后，电子从发光中心的基态A跃迁到激发态G
过程2：当电子从激发态G回到基态A，激发时吸收的一部分能量以光辐射的形式发射出来的过程。
发光只在发光中心内部进行。
（2）. 受迫发光
若发光中心激发后，电子不能
从激发态G直接回到基态A（禁戒的跃迁），而是先经过亚稳态M（过程2），然后通过热激发从亚稳态M跃迁回激发态G（过程3），最后回到基态A（过程4）发射出光子
的过程，成为受迫发光。
受迫发光的余辉时间比自发发光长，发光衰减和温度有关。
2. 基质激发发光
基质吸收了能量以后，
电子从价带激发到导带
（过程1）；
在价带中留下空穴，通
过热平衡过程，导带中的电子很快降到导带底（过程2）；
价带中的空穴很快上升到价带顶（过程2’），
然后被发光中俘获（过程3’），
s
导带底部的电子又可
以经过三个过程产生发光。
（1）. 直接落入发光中心激发
态的发光
导带底的电子直接落入发光中心的激发态G（过程3），然后又跃迁回基态A，和发光中上的空穴复合发光（过程4）
（2）. 浅陷阱能级俘获的电子产生的发光
导带底的电子被
浅陷阱能级D1俘获（过
程5），由于热扰动，D1
上的电子再跃迁到导带，
然后和发光中心复合发光
（过程6）。
（3）. 深能级俘获的电子产生
的发光
深能级D2离导带底较
远，常温下电子无外界因素长期停留在该能级上。如果发光中心未经过非辐射跃迁回基态，对发光体加热或用红外线照射，电子便可以从D2跃迁到导带（过程8），然后和发光中心复合发光。
3. 激子吸收引起的激发和发光
晶体在受到激发时，电子从价带跃迁到导带，在价带留下空穴，电子和空穴都可以在晶体中自由运动，但是电子和空穴由于库仑力的作用会形成一个稳定的态，这种束缚的电子-空穴对，称为激子。
激子的能量状态处于禁带之中，其能量小于禁带宽度，一对束缚的电子-空穴对相遇会释放能量，产生窄的谱线。
二、能量传输过程
包括能量的传递和能量的输运两个方面：
①能量传递：
能量传递是指某一激发中心把激发能的全部或一部分转交给另一个中心的过程。
②能量输运
能量输运是指借助电子、空穴、激子等的运动，把激发能从一个晶体的一处输运到另一处的过程。
能量的传递和输运机制大致有四种：
?再吸收、
?共振传递、
?借助载流子的能量输运，
?激子的能量传输
荧光粉的发展历史和现状
一、荧光和磷光
人们曾以发光持续时间的长短把发光分为两个过程:
?把物质在受激发时的发光称为荧光；
?把激发停止后的发光称为磷光。
一般以持续时间10-8s为分界，持续时间短于10-8s的发光为荧光，而把持续时间长于10-8s的发光称为磷光。
二、荧光粉的分类
荧光粉通常分为光致储能夜光粉和带有放射性的夜光粉两类。
1. 光致储能夜光粉
光致储能夜光粉是荧光粉在受到自然光、日光灯光、紫外光等照射后，把光能储存起来，在停止光照射后，在缓慢地以荧光的方式释放出来，所以在夜间或者黑暗处，仍能
看到发光，持续时间长达几小时至十几小时。
2. 带有放射性的夜光粉
带有放射性的夜光粉是在荧光粉中掺入放射性物质，利用放射性物质不断发出的射线激发荧光粉发光，这类夜光粉发光时间很长，但因为有毒有害和环境污染等，所以使用范围小。
三、荧光粉的发展历史和现状
自从1938年荧光灯问世以来，荧光粉已经经历了以下三代的变化:
1. 第一代荧光粉(1938~1948年)
最早用于荧光灯的荧光粉是:钨酸钙(CaWO4)蓝粉、锰离子激活的硅酸锌( Zn2Si04: Mn)绿粉和锰离子激活的硼酸镉(CdB205:Mn)红粉。当时40W荧光灯的光效为40lm/W。1. 第一代荧光粉(1938~1948年)
不久，硅酸锌铍((Zn，Be)2Si04: Mn)荧光粉研制成功并取代了硅酸锌和硼酸镉荧光粉。这种荧光粉也是由二价锰离子激活的，发光颜色可根据锌和铍的不同比例在绿色和橙色之间变化。
另外，钨酸钙荧光粉也被钨酸镁所取代。
通过使用这些荧光粉，40W荧光灯的光通量在1948年已上升到2300lm。
然而，由于铍是有毒物质，这种混合粉在卤磷酸钙荧光粉发明之后就停止了使用。另外，1947年由施卡曼发明的铅离子、锰离子激活的硅酸钙荧光粉(CaSi03: Pb2+:Mn2+)也值得一提。这是第一个实际使用的共激活的荧光粉。二价铅离子激活后的发射在近紫外区(峰值为330nm)，而加入锰离子将发出主峰为610nm的橙色光。甚至在卤磷酸钙粉发明以后，这种荧光粉还一度被用作光色改进型荧光灯的红色发光成份。
2. 第二代荧光粉(1949~)
1942年英国A.H.Mckeag等发明了单一组分的3Ca3(P04)· Ca(F，Cl)2: Sb，Mn，人们通常简称为卤粉。1948年开始普及使用。
由于这一材料是单一基质、发光效率高、光色可调、原料丰富、价格低廉，从实用化至今，一直是直管荧光灯用的主要荧光粉。
20世纪60年以来，对卤粉的发光机理、制备工艺技术、发光性能、使用特性等问题，都做了详尽、全面、深入的研究，己使这一材料的发光效率接近理论值，使用特性也满足了制灯工艺的要求。
卤粉性能的改进和提高，使荧光灯的主要技术指标-发光效率，在20世纪70年代就达到80lm/W的高水平。
卤粉在荧光灯的使用中，还存在两个缺陷:
①发光光谱中缺少450nm以下蓝光和600nm以上红光，使灯的Ra值偏低。
加入一定比例的蓝、红粉，Ra值可提高，但灯的光效又明显下降。
②在紫外线185nm作用下形成了色心，使灯的光衰较大。
随着直管荧光灯管径的细化和紧凑型荧光灯的问世，这一缺陷使卤粉在细管径荧光灯上的使用受到了限制。
卤粉的上述缺陷，己满足不了人们对高质量照明光源的要求，开始对新的荧光粉进行开拓和研究。
3. 第三代荧光粉(1966~)
如果说卤磷酸钙荧光粉是第二代灯用荧光粉的核心的话，那么在第三代中这一位置就由稀土荧光粉所取代了。
人们很早就知道稀土离子有独特的发射光谱，但真正用到荧光灯中却是从1966年才开始。
稀士荧光粉的首次使用是将铕激活的正磷酸锶使用到复印机用荧光灯中。
自此，人们加速了对这些荧光粉的研究和开发。20世纪70年代是对稀土荧光粉开发和研究的黄金时代，多种荧光粉成功地开发并得到使用。
(1) 稀土荧光粉的发光机理
对于稀土发光材料而言重要的是稀土离子。稀土元素的外层电子结构为4f0-145d0-16s2，其4f壳层电子的能量低于5d壳层电子而高于6s壳层电子的能量，因而出现能级交错现象。
稀土离子在化合物中通常失去两个6s电子和一个4f电子而呈三价状态。
三价稀土离子在晶体中的电子跃迁有以下三种情况:
由于稀土离子含有特殊的4f电子组态能级，当其受到激发时，4f电子可以在不同能级间产生激发跃迁，当其退激发时，跃迁至不同能级的激发态电子又回到原来的4f电子组能态，从而产生发光光谱，即4f-4f和4f-5d之间的相互跃迁。
其中f-f跃迁是宇称禁戒的。但实际上可以观察到这些跃迁产生的光谱，这是由于在基质晶格内晶体环境的影响，这种禁戒会被部分解除或完全解除，使电子跃迁有可能实现。
同时由于4f壳层电子被5s25p6壳层的8个电子包围，4f能级受外层电子轨道的屏蔽，使f-f 跃迁的光谱受外界晶体场影响较小，谱线表现为尖锐的吸收峰。
f-d跃迁是因为4f激发态能级的下限高于5d能级的下限而使电子跃迁到较高的5d能级而产生的电子跃迁。根据光谱选择定则，f-d电子跃迁是允许跃迁，吸收强度比f-f跃迁大四个数量级。
由于d电子因裸露在离子表面，其能级分裂受到外在晶体场强烈影响，因而其电子跃迁往往表现为一定的宽带吸收峰。
在稀土离子中，Ce3+，Tb3+，Pr3+，Eu3+和Eu2+都存在5d能级，其中Tb3+，Pr3+，Eu3+的5d能级位置较高，难以实现f-d跃迁，Ce3+和Eu2+则由于5d能级位相对较低，因而可观察到由f-d跃迁所引起的宽带发射光谱。
第三种是稀土离子和相邻阴离子间的电荷转移跃迁，这类跃迁的特性在很大程度上也取决于环境的影响。
稀土离子发生f-d跃迁还是电荷转移跃迁取决于该离子产生跃迁时所需要吸收的激发能的高低。
发光材料之所以具有发光性能是因为合成过程中材料基质晶格中存在结构缺陷。
由于发光材料基质的热歧化作用出现的结构缺陷所引起的发光叫做非激活发光(或叫自激活发光)，产生这种发光不需要添加激活杂质。
在高温下向基质中掺入激活剂出现杂质缺陷，由这种缺陷引起的发光叫激活发光。
大部分发光材料都是属于激活型的，激活杂质即充当发光中心。
(2)稀土荧光粉的优点
稀土元素独特的电子结构决定了它具有特殊的发光特性。稀土荧光粉具有如下优点:
①和一般元素相比，稀土元素4f电子层构型的特点，使其化合物具有多种荧光特性。
除Sc3+、Y3+无4f亚层，La3+和Lu3+的4f亚层为全空或全满外，其余稀土元素的4f电子可在7个4f轨道之间任意分布，从而产生丰富的电子能级，可吸收或发射从紫外光、可见光到近红外区各种波长的电磁辐射，使稀土发光材料呈现丰富多变的荧光特性。
②由于稀土元素4f电子处于内层轨道，受外层s和P轨道的有效屏蔽，很难受到外部环境的干扰，4f能级差极小，f-f跃迁呈现尖锐的线状光谱，发光的色纯度高。
③荧光寿命跨越从纳秒到毫秒6个数量级。
长寿命激发态是其重要特性之一，一般原子或离子的激发态平均寿命为10-10~10-8s，而稀土元素电子能级中有些激发态平均寿命长达10-6~10-2s，这主要是由于4f电子能级之间的自发跃迁概率小所造成的。
④吸收激发能量的能力强，转换效率高。
⑤物理化学性质稳定，可承受大功率的电子束、高能辐射和强紫外光的作用。
(3) 稀土荧光粉的分类
凡是含有稀土元素的发光材料都称为稀土发光材料，其种类繁多，可以按照不同的方式进行分类，若按发光材料中稀土的作用分类，有以下两种情况:
?稀土离子作为激活剂
?稀土化合物作为基质材料
①稀土离子作为激活剂
在基质中作为发光中心而掺入的离子称为激活剂。
以稀土离子作为激活剂的发光体是稀土发光材料中的最主要的一类。
根据基质材料的不同又可分为两种情况:
?材料基质为稀土化合物，如Y2O3: Eu3+ ；
?材料的基质为非稀土化合物，如SrAl2O4: Eu3+。
在以稀土离子作为激活剂的发光材料中，除了掺杂一种稀土离子外，有时还有掺杂共激活剂或敏化剂。
Ce3+的能量传递和敏化作用非常值得注意，Ce3+有一个宽而强的4f-5d吸收峰，可有效地吸收能量，使本身发光，或将能量传递给其他离子而起敏化作用，它不仅可敏化稀土离子，还可敏化非稀土离子。
②稀土化合物作为基质材料
常见的可作为基质材料的稀土化合物有Y2O3，La2O3和Gd2O3等，也可以稀土和过渡元素共同构成的化合物作为基质材料。
另外，还可按使用范围、激发方式等进行分类，但都不够全面。
若按使用范围进行分类，稀土发光材料可分为：
照明材料、显示材料、检测材料等。
若按激发方式的不同来分类，稀土发光材料可分为：
光致发光材料、阴极射线发光材料、
电致发光材料、高能量光子激发发光材料、
光激励发光材料和热释发光材料等。
1. 荧光粉的一次特性(测试性能)
①吸收光谱
吸收光谱表示荧光粉吸收能量和辐照光波长的关系。
荧光粉的吸收光谱主要取决于基质材料，激活剂也起一定作用。大多数荧光粉的吸收峰位于紫外光区。
吸收光谱只能表示材料的吸收特性，但吸收并不意味着一定发光。
②激发光谱
荧光粉的激发光谱表示材料在特定波长的发光强度随激发光波长的变化，反映不同波长的光对发光材料的激发效果。
通过发光材料的激发光谱，可以确定对发光有贡献的激发光的波长范围。
③发射光谱
荧光粉的发射光谱表示发光材料的发光能量和波长的关系。
④量子效率
荧光粉所发射的光子数和所吸收的激发光子数的比值
⑤发光效率
荧光粉发光的光通量和激发能量之比。
⑥余辉：荧光粉在激发停止后的发光。
⑦粒度：荧光粉的粒度必须兼顾工艺和获得优良发光性能的要求。
粒径过大则涂层不均匀，影响灯的发光寿命；
粒径过小则会对紫外光辐射的反射增大，降低对紫外光辐射的吸收，造成灯的光效下降。
2. 荧光粉的二次特性(使用性能)
①分散性
荧光粉必须具有良好的分散性，才能得到均匀的涂层。
②稳定性
荧光粉的稳定性包括热稳定性、化学稳定性和耐紫外光辐照稳定性。
③光衰特性
光衰特性指荧光粉的光输出随点燃时间而衰减的性质。
1. 白光LED用荧光粉的特殊要求
①在蓝光、长波紫外光激发下，荧光粉产生高效的可见光发射，其发射光谱满足白光要求，光能转换率高，流明效率高。
②荧光粉的激发光谱应和LED芯片的蓝光或紫外光发射光谱相匹配。
③荧光粉的发光应具备优良的温度猝灭特性。
④荧光粉的物理、化学性能稳定，抗潮，不和封装材料、半导体芯片等发生作用。
⑤荧光粉耐紫外光子长期轰击，性能稳定。
⑥荧光粉的颗粒细，8um以下。
可按照这些基本要求选择已有和研发新的荧光粉。
2. 白光LED用荧光粉
可被蓝光有效激发发射可见光的荧光粉种类不多，而可被长波紫外光激发的荧光粉的种类和材料很丰富。
目前，可被蓝光-长波紫外光激发发射可见光的荧光粉可分为13大类：
(1)稀土石榴石；
(2)碱土金属硫化镓酸盐，
(3)碱土金属硫化物，
(4)硫化锌型，
(5)碱土金属铝酸盐，
(6)磷酸盐，
(7)硼酸盐，
(8)硅酸盐，
(9)氟砷(锗)酸盐，
(10)稀土硫氧化物，
(11)稀土氧化物，
(12)钒酸盐，
(13)氮化物。
4.5 黄绿色稀土激活的铝酸盐荧光粉
在利用LED产生白光的方法中，采用蓝光LED芯片配合发黄光的荧光粉的技术相对成熟，目前商品化的白光LED多数采用这种组合方式；
其中采用的黄色荧光粉为铈激活的钇铝石榴石，化学分子式是(Y3-x-yGdy) (Al5-zGaz) O12: Ce3+x，也可以间写成YAG: Ce，YAG为基质，Ce为激活剂。
铈激活的钇铝石榴石YAG：Ce能在蓝光LED芯片的激发下发出宽带的黄光，和芯片发出的蓝光混合而形成白光。
同时可以根据不同芯片和使用的需要，通过调整Y3+、Gd3+或Al3+、Ga3+的摩尔配比，得到所需波长的黄色荧光粉。
1. 钇铝石榴石
石榴石原指一系列天生矿石，这些矿石的颗粒形貌很象石榴子，因此称为石榴石。
YAG (Yttrium Aluminum Garnet)是钇铝石榴石的简称，化学式Y3Al5O12，是由Y2O3和Al2O3按照摩尔比3: 5化合而成的。
在Y2O3-Al2O3体系中存在三种不同的晶相，另外两种中间相为YAlO3(YAP，钇铝钙钛矿相)和Y4Al2O9(YAM钇铝单斜相)，中YAG属立方晶系，空间群为Oh10 -Ia3d，其晶格常数为1.2002nm。
在YAG晶体中，阳离子共分三组，[A] ，[B]和[C]。其晶体结构的主要特征用表下来说明。
[A]是Y离子，Al3+离子存在两种格位，40%的格位处于六个氧离子配位的八面体格位[B]，其余的60%处于由四个氧离子配位的四面体格位[C]。
单位晶胞中含有8个Y3Al5O12
化学式，共24个Y3+离子，40个
Al3+离子，96个O2-离子。
八面体的Al3+离子形成体心立方结构，而四面体格位的Al3+离子和十二面体格位的Y3+离子处在立方体的面等分线上，八面体和四面体都是歪斜的。
因此Y AG晶体结构是一种畸变立方结构。
1. Ce原子和Ce3+离子的电子组态
铈是典型的稀土元素，稀土元素的电子结构都是N壳层
的4f支壳层没有被电子填满，而O壳层的5s，5p支壳层都是
填满的，因此，稀土材料表现出丰富的光谱特性。
在铈原子中有两个4f电子，它的电子组态列于下表中。
从表中可以看出，Ce原子中含有两个4f电子，当Ce原子在晶格中形成三价离子时，Ce原子将失去三个电子，成为三价铈离子Ce3+，失去的三个电子分别是最外壳层6s电子和一个4f电子。
失去一个4f电子后，在4f能级上只留下一个4f电子，这个4f电子有两个能态，一个是2F7/2(量子数：S=1/2，L=3，J=7/2)，一个是2F5/2(量子数：S=1/2，L=3，J=5/2)，两个能级的能量差为2000cm-1。
2. 铈的能级图
当电子从4f态被激发到5d态后，由于5d态的寿命很短，一般只有几个纳秒，因此，很快电子就会从5d跃迁回4f态，三价铈不同于其他三价稀土离子(如Eu3+和Tb3+ )，三价铈离子从5d到4f的跃迁是允许的电偶极跃迁，因此，这个跃迁产生发光。
5d轨道在离子的外层，而4f态在原子的内层，因此，5d轨道受晶格的影响比较大，而4f 态受晶格的影响比较小，5d轨道受晶格的作用不再是原有的分立能级，而是形成连续的能带，而4f态受到外壳层电子云的屏蔽作用，仍然是两个分立的能级，其能级结构如下图所示。
从5d形成的能带到4f态的两个能级跃迁的发射光谱也是两个带谱，通常Ce3+离子的发光在紫外光谱区。
但是，当5d轨道和晶格之间的相互作用比较强时，5d轨道的劈裂加大，使得5d 轨道所形成的能带加宽，从5d轨道到4f能态的跃迁进入可见光谱区，由于5d轨道具有极短寿命，相应的余辉在30~100ns量级。
3. Y AG: Ce的激发光谱
用于制备白光发光发光二极管要求荧光材料的激发光谱必须和GaN基蓝光发光二极管的发射光谱相
匹配，YAG: Ce的激发
光谱如右图所示。
从YAG: Ce的激发光谱可以看出，YAG: Ce荧光材料具有两个激发峰，激发峰值波长分别在342nm和465nm，峰值位于465nm的激发强度明显高
于峰值位于342nm的激发强度，
峰值在465nm的激发强度大约是
峰值在342nm激发强度的一倍。
我们感兴趣的主要是峰值
位于465nm的激发峰，因为这
个激发峰值正好对应于GaN基
蓝光发光二极管的发射光谱的
峰值位。
对制备白光LED用Y AG: Ce另外一个重要的要求YAG: Ce的发射光谱和蓝光发光二极管的发射光
谱可以匹配成白光，
下图为YAG: Ce的发射
光谱。
从图中可以看出
Y AG: Ce材料的发射是
一个峰值位置在565nm
的宽带发射光谱，半宽
度为118nm。
4. 铈参杂浓度对Y AG: Ce激发光谱的影响
(Y3-x-yGdy) (A15-zGaz) O12: Ce3+x的发光峰值和强度可以随着组分的变化而发生改变。
首先我们看一下光谱特性随着铈浓度的变化，这里是主要取代钇，分子式为Y3-xA15O12: Ce3+x。
分别取x=0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10,0.12
（1）不同饰掺杂浓度的激发光谱
从激发光谱上可以看出，随
着铈掺杂浓度的变化，激发光谱
没有明显的变化，激发光发光和
掺杂剂无关，激发光谱主要是受
基质材料特性的影响
（2）不同铈掺杂浓度的发射光谱
随着铈组分的增加，光致发
光强度明显提高，当铈组分增加到x=0.06时，光致发光强度达到最大，当铈组分继续增加时光致发光强度开始减小，其原因可能是由于浓度淬灭造成的，最大和最小的光致发光强度相差大约14%。从上图可以确定最佳的铈组分值。
5. 镓参杂浓度对Y AG: Ce激发光谱的影响
将(Y3-x-yGdy) (A15-zGaz) O12: Ce3+x材料体系中x，y保持不变，改变z值，这时荧光材料的分子式为
(Y1.52Gd1.54) (A15-zGaz) O12: Ce3+0.24，
z分别取0.5，1.0，1.5
（1）激发光谱
随着z组分值增加也就
是Ga的组分的增加，峰值
位置在346nm激发峰值向长
波方向移动，而峰值位置在550nm的激发峰值向短波方向移动，激发强度也略有变化，z=1.0时激发强度最高。
（2）发射光谱
随着镓组分的增加，发光向短波方
向移动，发光强度逐渐减少。
结合激发光谱在z=1.0位置的激发最强而发光光谱z=0.5时最强。
原因是由于和z=1.0相比，z=0.5的激发光谱峰值更加偏向和长波，和激发光源的匹配的更加好，因此，增加了z=0. 5的发光强度。
6. 钆参杂浓度对Y AG: Ce激发光谱的影响
将(Y3-x-yGdy) (A15-zGaz) O12: Ce3+x材料体系中x，z保持不变，改变y值，这时荧光材料的分子式为
(Y2.76-yGdy) A15O12: Ce3+0.24
（1）激发光谱
从激发光潜中可以看出随着Gd
组份的变化，激发光谱基本没有很大的变化。
通常情况下基值的变化影响激发光谱的变化，激活剂的变化影响发射光谱的变化。
2）发光光谱
随着Gd组份的增加，发光光谱的谱峰红移
制备钇铝石榴石荧光粉的方法有：
?高温固相法
?燃烧法
?溶胶—凝胶法
?化学共沉淀法
?喷雾热解法
目前，工业上合成钇铝石榴石荧光粉仍然以高温固相法为主。
一. 高温固相法
1. 流程
（1）首先选好纯度
超过99.9%的
Y2O3、
Ce (NO3)3·6H2O
和Al(NO3)3三种原材料；
（2）将三种原材料按原子百分比计算好三种原材料的比例，按照计算好的比例称取原材料；（3）将称好的原材料溶于0.4N的硝酸溶液，再把它们加到0.4N的NH4OH溶液中，使其生成氢氧化物沉淀，控制pH值略高于9；对于掺Gd3+的情况，在调节pH值时，应保持Gd3+的溶解度最低。
（4）经过过滤和干燥后将氢氧化物沉淀装入氧化铝柑锅，在1400~1500℃高温条件下灼烧1~2小时。
（5）将灼烧好的荧光粉进行粉碎处理，使荧光粉的颗粒度均匀，粒径在10um左右;
（6）荧光粉灼烧好后在紫外灯下选粉，选出的荧光粉就可以用于制备白光发光二极管。
2. 特点
传统高温固相反应的优点是工艺流程简单，不需复杂的设备，适合于工业批量生产。国内外现在一般都采用这种方法生产荧光粉产品。
但高温固相反应合成温度太高，反应时间长，生产设备易于损坏。荧光粉产品颗粒较粗，硬度较大，产物粒径偏大且粒度分布宽，而且极不易得到单相荧光粉。
二. 溶胶—凝胶法（sol-gel）
1. 溶胶—凝胶原理
（1）溶胶
所谓溶胶是指分散在液相中的固态粒子足够小（1~100nm），以致可以依靠布朗运动保持无期限的悬浮
（2）凝胶
凝胶是一种包含液相组分而具有内部网络结构的固体，其中的液体和固体呈现高度分散的状态。
1. 溶胶—凝胶原理
（3）溶胶—凝胶法分类
溶胶—凝胶法分为两类：
?原料为无机盐的水溶液溶胶—凝胶法
?原料为金属醇盐的醇盐溶液溶胶—凝胶法
（4）溶胶—凝胶法原理
无机盐或金属盐溶于溶剂（水或有机溶剂）形成均质溶胶，溶质和溶剂发生发生水解或醇解反应，反应产物聚集成纳米级的微小粒子并形成溶胶，溶胶经蒸发干燥变为凝胶，凝胶再经干燥、焙烧去除有机成份，转化成最终产物。
2. 工艺步骤
（1）按分子式的化学计量比分别称取硝酸钇、硝酸铝、硝酸铈及硝酸钆使其形成的配方为：
(Y3-x-y Cex Gdy) ：Al5O12
（2）将金属盐类放置于去离子水中配成一定浓度的盐溶液，取和金属等物质的量剂量的柠檬酸作为螯合剂加入溶解中；
（3）再将乙二胺加入水溶液中调整PH值到10以上；
（4）以110~120 ℃加热溶液使其形成黏稠状黏液，将粘稠状黏液冷却后得到凝胶。
（5）将凝胶在空气中1200 ℃条件下，煅烧5h并随炉冷却，将冷却后的黑褐色灰状物质置于坩埚中
（6）在H2/N2(5%/95%)还原气氛中以1400 ℃进行还原10h，随炉冷却后将还原物粉碎、研磨过筛即得到所需产物。
三. 燃烧合成法
1. 工艺过程
燃烧合成法是指通过前驱体的燃烧而获得材料的方法，其具体过程是：
当反应物达到放热反应的点火温度时，以某种方法点燃，随后反应即由放出的热量维持，燃烧的产物就是所制备的材料。
2. 特点
燃烧合成法的主要特点是：
①生产过程简便，
②反应迅速，难以控制、不易工业大规模生产
③产品纯度高，
④发光亮度不易受破坏，
⑤节约能源，节约成本。
四. 喷雾热解法
1. 工艺流程
喷雾热解法是近年来新兴的合成无机功能材料的方法，其工艺过程如下：
先以水、醇或其它溶剂将反应原料配成溶液，再通过喷雾装置将反应液雾化并导入反应器中，在那里将前驱体溶液的雾流干燥，反应物发生热解或燃烧，从而得到和初始反应物完全不同的具有全新化学组成的超微粒产物。
2. 特点
喷雾热解法制备的YAG粉体非聚集、具有球形形貌且粒度分布均匀、比表面积大、颗粒之间化学成份相同。
此方法存在以下缺点：
（1）能耗高
喷雾热解法的干燥过程要求蒸发掉雾滴中的所有水分，造成巨大的能量消耗。（2）产物颗粒强度低
雾化的液滴在成球过程中，外层的水分优先蒸发，由此在液滴的外层形成固相壳层。
随着干燥过程的继续，液滴内部的水蒸发，固相壳层形成气孔、裂纹，导致球形颗粒的强度降低。
五. 化学共沉淀法
1. 工艺步骤
化学共沉淀法是制备多元复合材料的一种常用方法，其主要过程如下：
在原料溶液中添加适当的沉淀剂（氨水或尿素），使得原料溶液中的阳离子形成各种形式的沉淀物，然后过滤、洗涤、干燥、焙烧。
2. 特点
采用化学共沉淀法制备Y AG具有以下优点：
粒度均匀、化学纯度高、颗粒细、合成温度低（氨水为沉淀剂950 ℃，尿素为沉淀剂800~1000 ℃）。
缺点：难以控制粉体的形貌。
4.7 红色稀土激活的硫化物荧光粉
目前白光LED普遍使用发蓝光LED叠加由蓝光激发的发黄光的钇铝石榴石(YAG)荧光粉，合成为白光。
由于其发光光谱中仅含蓝、黄这两个波谱，所以存在色温偏高、显色指数偏低的问题，不符合普通照明要求。
人眼对色差的敏感性大大高于对光强弱的敏感性，对照明而言，光源的显色性往往比发光效率更重要。
为了提高白光LED的色度学质量，需要加入适量发红光的荧光粉来改善色坐标和显色指数等技术指标。
研制红色荧光粉用来改善白光LED的色度学质量，常用的稀土激活硫化物红色荧光材料，具体包括：
SrS : Eu2+、SrCa2S4 : Eu2+以及CaS: Eu2+。
都是采用二价稀土离子铕作为激活剂。
1. 激发光谱
从激发光谱可以看出CaS: Eu2+红色荧光材料的激发光谱是一个激发峰从445nm
到520nm的宽带激发峰。
因此它可以和GaN基蓝
光LED芯片的发摄光谱很好
地匹配。
上转换发光机理与发光材料整理
上转换发光机理与发光材料 一、背景 早在1959年就出现了上转换发光的报道，Bloemberge在Physical Review Letter上发表的一篇文章提出，用960nm的红外光激发多晶ZnS，观察到了525nm绿色发光。1966年，Auzel在研究钨酸镱钠玻璃时，意外发现，当基质材料中掺入Yb3+离子时，Er3+、H03+和Tm3+离子在红外光激发时，可见发光几乎提高了两个数量级，由此正式提出了“上转换发光”的观点。 二、上转换发光机理 上转换材料的发光机理是基于双光子或者多光子过程。发光中心相继吸收两个或多个光子，再经过无辐射弛豫达到发光能级，由此跃迁到基态放出一可见光子。为了有效实现双光子或者多光子效应，发光中心的亚稳态需要有较长的能及寿命。稀土离子能级之间的跃迁属于禁戒的f-f 跃迁，因此有长的寿命，符合此条件。迄今为止，所有上转换材料只限于稀土化合物。 三、上转换材料 上转换材料是一种红外光激发下能发出可见光的发光材料，即将红外光转换为可见光的材料。其特点是所吸收的光子能量低于发射的光子能量。这种现象违背了Stokes定律，因此又称反Stokes定律发光材料。 1、掺杂Yb3+和Er3+的材料Yb3+(2F7/2→2F5/2)吸收近红外辐射，并将其传
递给Er3+，因为Er3+的4I11/2能级上的离子被积累，在4I11/2能级的寿命为内，又一个光子被Yb3+吸收，并将其能量传递给Er3+，使Er3+离子从4I11/2能级跃迁到4F7/2能级。快速衰减，无辐射跃迁到4S3/2，然后由 4S 3/2能级产生绿色发射（ 4S 3/2 → 4I 15/2 ） ，实现以近红外光激发得到绿 色发射。 2、掺杂Yb3+和Tm3+的材料 通过三光子上转换过程，可以将红外辐射转换为蓝光发射。第一步传递之后，Tm3+的3H5能级上的粒子数被积累，他又迅速衰减到3F4能级。在第二部传递过程中，Tm3+从3F4能级跃迁到3F2能级，并又快速衰减到3H4。紧接着，在第三步传递中，Tm3+从3H4能几月前到1G4能级，并最终由此产生蓝色发射。 3、掺杂Er3+或Tm3+的材料 仅掺杂有一种离子的材料，是通过两步或者更多不的光子吸收实现上转换过程。单掺Er3+的材料，吸收800nm的辐射，跃迁至可产生绿色发射的4S3/2能级。单掺Tm3+的材料吸收650nm的辐射，被激发到可产生蓝色发射的1D2能级和1G4能级。 四、优点 上转换发光具有如下优点：①可以有效降低光致电离作用引起基质材料的衰退；②不需要严格的相位匹配，对激发波长的稳定性要求不高；③输出波长具有一定的可调谐性。 五、稀土上转换材料的应用 随着频率上转换材料研究的深入和激光技术的发展，人们在考虑
LED发光原理
LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理 其发光过程包括三部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中，当电子经过该晶片时，带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合，电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量（带隙）越大，产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应，可见光的频谱范围内，蓝色光、紫色光携带的能量最多，桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙，从而能够发出不同颜色的光。 LED灯具照明光源的主流将是高亮度的白光LED。目前，已商品化的白光LED 多是二波长，即以蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三波长白光LED，即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混合产生白光，它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LED背光源等市场。 LED的实质性结构是半导体PN结，核心部分由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。其发光原理可以用PN结的能带结构来做解释。制作半导体发光二极管的半导体材料是重掺杂的，热平衡状态下的N区有很多迁移率很高的电子，P区有较多的迁移率较低的空穴。在常态下及PN结阻挡层的限制，二者不能发生自然复合，而当给PN结加以正向电压时，由于外加电场方向与势垒区的自建电场方向相反，因此势垒高度降低，势垒区宽度变窄，破坏了PN结动态平衡，产生少数载流子的电注入。空穴从P区注入N区，同样电子从N区注入到P区，注入的少数载流子将同该区的多数载流子复合，不断的将多余的能量以光的形式辐射出去。
LED荧光粉
在制作白光LED的方法中，有两种方法都与荧光粉有关，因此在制作白光LED时，必须对荧光粉进行仔细研究。 荧光粉是一个非常关键的材料，它的性能直接影响白光LED的亮度、色坐标、色温及显色性等。 因而开发具有良好发光特性的荧光粉是得到高亮度、高发光效率、高显色性白光LED的关键所在。 所谓荧光粉是指那些可以吸收能量（这些所吸收的能量包括电磁波（含可见光、X射线、紫外线）、电子束或离子束、热、化学反应等），再经由能量转换后放出可见光的物质，也称之为荧光体或夜光粉。 目前发光材料的发光机理基本是用能带理论进行解释的。不论采用那一种形式的发光，都包含了： ?激发； ?能量传递； ?发光； 三个过程 一、激发与发光过程 ?激发过程： 发光体中可激系统（发光中心、基质和激子等）吸收能量以后，从基态跃迁到较高能量状态的过程称为激发过程。 ?发光过程： 受激系统从激发态跃回基态，而把激发时吸收的一部分能量以光辐射的形式发射出来的过程，称为发光过程。 一般有三种激发和发光过程 1. 发光中心直接激发与发光 （1）. 自发发光 过程1：发光中心吸收能量后，电子从发光中心的基态A跃迁到激发态G 过程2：当电子从激发态G回到基态A，激发时吸收的一部分能量以光辐射的形式发射出来的过程。 发光只在发光中心内部进行。 （2）. 受迫发光 若发光中心激发后，电子不能 从激发态G直接回到基态A（禁戒的跃迁），而是先经过亚稳态M（过程2），然后通过热激发从亚稳态M跃迁回激发态G（过程3），最后回到基态A（过程4）发射出光子
的过程，成为受迫发光。 受迫发光的余辉时间比自发发光长，发光衰减和温度有关。 2. 基质激发发光 基质吸收了能量以后， 电子从价带激发到导带 （过程1）； 在价带中留下空穴，通 过热平衡过程，导带中的电子很快降到导带底（过程2）； 价带中的空穴很快上升到价带顶（过程2’）， 然后被发光中俘获（过程3’）， 导带底部的电子又可 以经过三个过程产生发光。 （1）. 直接落入发光中心激发 态的发光 导带底的电子直接落入发光中心的激发态G（过程3），然后又跃迁回基态A，与发光中上的空穴复合发光（过程4）
个人总结的一些关于氮化物红色荧光粉的知识
氮化物发光材料知识剪贴 未掺杂的Ca-α-sialon 也是白色粉末，Ce 在Ca-α-sialon 基质中的固溶度比较大(摩尔含量为25%)，体色为黄色。Ca-α-sialon:Ce 的激发光谱为UV～450 nm 的宽峰(λex1≈275 nm，λex2≈385 nm)，根据激发波长的不同，发射带位于515～540 nm 之间(见图2)，[43–44] 具有很高的量子效率。与常规氧化物相比，Ce3+在Ca-α-sialon 的发射带和吸收带都出现红移，Stokes 位移较大(大约在6 500～7 500 cm–1)。 Eu2+的离子半径比较大，不能单独形成Eu-α-sialon 物相，在Ca-α-sialon 中，Eu2+的固溶极限约0.20。使用纯氮化物制备的α-sialon 作为基质材料，[45] 如：Ca0.625Si10.75Al1.25N16，可以提高α-sialon中Eu2+的溶解度以及使其生成单相的组成范围更宽。Ca-α-sialon:Eu[46–48]发光材料的体色随Eu含量增加从浅黄到橙色变化，Eu的加入使其对紫外–可见光(280～470 nm)的吸收大大增强，其激发光谱为宽的双峰(λem1≈297 nm，λem2≈425 nm)，且在550～605nm 范围内有1 个宽的橙黄光发射(见图2)，Stokes位移较大(7 000～8 000 cm–1)。最佳的Eu加入量大致为0.03～0.08，与组成关系并不密切。随Eu含量的增加，发射光谱红移且变窄，且Stokes位移随Eu含量的增加而减小，色坐标也相应发生变化(见图3)。但组成对发射强度有较大影响，在 m=2.95时发光强度最强。Ca含量(即m值)增加，会导致发射波长红移，这说明通过改变组成，可以调节发光特性。Ca-α-sialon:Eu2+中的发射波长比常规材料中的350～500 nm要长得多。[46]. J Am Ceram Soc, 2002, 85: 1 229–1 234. [47] Appl Phys Lett, 2004, 84(26): 5 404–5 406. [48]J Phys Chem B, 2004, 108: 12 027–12 031. Li-α-sialon:Eu2+则更适于制备冷白光或日光色白光LED[50](CCT=4 000～8 000 K，R a=63～74)。其激发光谱有2个明显的激发峰(λex1≈300 nm，λex2=435～449 nm)，峰位与Ca-α-sialon:Eu2+的激发光谱一致。不过，与Ca-α-sialon:Eu2+相比，位于435～449 nm处的强度要强于的300 nm处的，表明：Li-α-sialon:Eu2+在蓝光区有更强烈的吸收，这种吸收正好与蓝光LED 相匹配。 Li-α-sialon:Eu2+的发射光为黄绿色，与商业上YAG:Ce3+十分相似(见图4)。随Li离子含量的增加，发射峰逐渐向短波方向移动，比Ca-α-sialon:Eu2+的发射波长短约15～30 nm。不仅如此， Li-α-sialon:Eu2+的Stokes位移(4 900～5 500 cm–1)也比Ca-α-sialon:Eu2+的要小，这就意味着， Li-α-sialon:Eu2+有着更高的转化率以及更好的热猝灭性能。除此之外，Li-α-sialon:Eu2+的发射强度也随m值的变化而变化，在m=2.0，发光强度(λem=573nm)为最大。 Yb掺杂的Ca-α-sialons [51] 的激发光谱也为宽带(见图4)。Yb2+在Ca-α-sialon 呈现强的绿光
夜光粉和荧光粉的区别
夜光粉和荧光粉的区别 第一，夜光粉也叫荧光粉，发光粉，蓄光粉，储光粉，主要特性是有光源的时候会自动吸收，没有光源的情况下会发光，发光颜色有很多种，如黄绿光，蓝绿光，天蓝光，紫光，红光，白光，橙光等，广泛运用于硅胶，塑胶，油墨，涂料，玻璃等几乎所有行业都可以用。第二，另外一种荧光粉是色彩鲜艳，灯光照射下会反光的，就像路边的标牌，用车灯一照就会反光这种，颜色有大红，玫红，桃红，绿色，蓝色等，所以你的客人要做这种产品的时候，如果没有说清楚要那一种，你可以问下客人是要那种荧光粉，是晚上会发光的，还是灯照会反光粉，色彩鲜艳的，就可以确定客人要那种材料来做了！ 注意事项 1．避免在酸性环境下使用(Al2O3与酸会发生中和反应)。 2．避免与水接触，尽量密封保存；(会吸收空气中水分,使夜光粉变黑不发光和结块)。 3．避免与金属接触(会影响夜光粉的不饱和状态,影响发光)。
夜光粉 4．避免高温高速摩擦(会改变夜光粉已有的结构)。带有放射性的夜光粉，是在荧光粉中掺入放射性物质，利用放射性物质不断发出的射线激发荧光粉发光，这类夜光粉发光时间很长，但有毒有害和环境污染等应用范围小。 应用在实际生活中，利用夜光粉长时间发光的特性，制成弱照明光源，在军事部门有特殊的用处，把这种材料涂在航空仪表、钟表、窗户、机器上各种开关标志，门的把手等处，也可用各种透光塑料一起压制成各种符号、部件、用品(如电源开关、插座、钓鱼钩等)。这些发光部件经光照射后，夜间或意外停电、闪电后起床等它仍在持续发光，使人们可辨别周围方向，为工作和生活带来方便。把夜光材料超细粒子掺入纺织品中，使颜色更鲜艳，小孩子穿上有夜光的纺织品，可减少交通事故。 在工业中的应用，随着汉彩精细颜料夜光粉在各工艺品行业和玩具行业的应用，越来越多的客户开始使用汉彩精细颜料夜光粉来改变自身产品的性能，但是夜光粉本身的很多特性又是大部分客户所不知道的，比如现在市场上的有很多种夜光粉，不仅质量有差别，价格也有很大差别，很多客户很难买到自己心仪的夜光粉。主要是因为夜光
阐述LED荧光粉的用途和工作原理
阐述LED荧光粉的用途和工作原理 近年来，在照明领域最引人关注的事件是半导体照明的兴起。20世纪90年代中期，日本日亚化学公司的Nakamura等人经过不懈努力，突破了制造蓝光发光二极管（LED）的关键技术，并由此开发出以荧光材料覆盖蓝光LED产生白光光源的技术。半导体照明具有绿色环保、寿命超长、高效节能、抗恶劣环境、结构简单、体积小、重量轻、响应快、工作电压低及安全性好的特点，因此被誉为继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明电光源，或称为21世纪绿色光源。美国、日本及欧洲均注入大量人力和财力，设立专门的机构推动半导体照明技术的发展。 LED实现白光有多种方式，而开发较早、已实现产业化的方式是在LED芯片上涂敷荧光粉而实现白光发射。 LED采用荧光粉实现白光主要有三种方法，但它们并没有完全成熟，由此严重地影响白光LED在照明领域的应用。 第一种方法是在蓝色LED芯片上涂敷能被蓝光激发的（YAG）黄色荧光粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光。该技术被日本Nichia公司垄断，而且这种方案的一个原理性的缺点就是该荧光体中Ce3+离子的发射光谱不具连续光谱特性，显色性较差，难以满足低色温照明的要求，同时发光效率还不够高，需要通过开发新型的高效荧光粉来改善。 第二种实现方法是蓝色LED芯片上涂覆绿色和红色荧光粉，通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光，显色性较好。但是，这种方法所用荧光粉有效转换效率较低，尤其是红色荧光粉的效率需要较大幅度的提高。
第三种实现方法是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多种颜色的荧光粉，利用该芯片发射的长波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm -410nm)来激发荧光粉而实现白光发射，该方法显色性更好，但同样存在和第二种方法相似的问题，且目前转换效率较高的红色和绿色荧光粉多为硫化物体系，这类荧光粉发光稳定性差、光衰较大，因此开发高效的、低光衰的白光LED用荧光粉已成为一项迫在眉睫的工作。 我们是国内率先进行LED用高效低光衰荧光粉研究的研究机构。最近，通过与我国台湾合作伙伴的联合攻关，多种采用荧光粉的彩色LED被开发出来了。 采用荧光粉来制作彩色LED有以下优点： 首先，虽然不使用荧光粉，就能制备出红、黄、绿、蓝、紫等不同颜色的彩色LED，但由于这些不同颜色LED的发光效率相差很大，采用荧光粉以后，可以利用某些波段LED发光效率高的优点来制备其他波段的LED，以提高该波段的发光效率。例如有些绿色波段的LED效率较低，台湾厂商利用我们提供的荧光粉制备出一种效率较高，被其称为"苹果绿"的LED用于手机背光源，取得了较好的经济效益。 其次，LED的发光波长现在还很难精确控制，因而会造成有些波长的LED得不到应用而出现浪费，例如需要制备470nm的LED时，可能制备出来的是从455nm到480nm范围很宽的LED，发光波长在两端的LED只能以较低廉的价格处理掉或者废弃，而采用荧光粉可以将这些所谓的"废品"转化成我们所需要的颜色而得到利用。 第三，采用荧光粉以后，有些LED的光色会变得更加柔和或鲜艳，以适应不同的应用需要。当然，荧光粉在LED上最广泛的应用还是在白光领域，但由于其特殊的优点，在彩色LED 中也能得到一定的应用，但荧光粉在彩色LED上的应用还刚刚起步，需要进一步进行深入的研究和开发。
LED荧光粉的分析测试方法分析
评估方案 一、荧光粉的分析测试方法 1、发射光谱和激发光谱的测定 把样粉装好后，放到样品室里，选定一个激发波长，作发射光谱扫描，读出发射光谱的发射主峰。给定发射光谱的发射主峰，作激发光谱扫描，读出激发光谱峰值波长。重新装样，测试3次，各次之间峰值波长的差值不超过±1nm，取算术平均值。 2、外量子效率的测定 把样粉装好后，放到样品室里，选定一个激发波长，激发荧光粉发光，利用光谱辐射分析仪测试得到荧光粉的发射光谱功率分布。计算荧光粉在该激发波长下的外量子效率。重新装样，测试3次，各次之间的相对差值不大于1%，取算术平均值。 3、相对亮度的测定 将试样和参比样品分别装满样品盘，用平面玻璃压平，使表面平整。用激发光源分别激发试样和参比样品。用光电探测器将试样和参比样品发出的光转换成光电流，并记录数值。试样和参比样品连续重复读数3次，各次之间相对差值不大于1%，取算术平均值。 4、色品坐标的测定 把试样装好放入样品室中。选定激发光源的发射波长，使其垂直激发样品室里的荧光粉样品。利用光谱辐射分析仪按一定的波长间隔（不大于5nm）测试得到荧光粉的发射光谱功率分布。按GB 3102.6-1993中“6.39 色品坐标”的公式求出荧光粉的色品坐标。 重复测试3次，各次之间x、y的差值均不超过±0.001，取算术平均值。 5、温度特性的测定 把试样装好放入样品室中，于室温下测试其激发、发射主峰波长，相对亮度及色品坐标等。每一试样按测定步骤平行测3次，各次之间激发、发射主峰波长的差值均不超过±1 nm，相对亮度的差值不超过±1%，色品坐标的差值不超过±0.001。启动加热装置，将被测的荧光粉试样加热并稳定在设定的温度值10min。稳定在预定的温度下，测定荧光粉试样的激发、发射主峰波长，相对亮度及色品坐标等。每一试样按测定步骤平行测3次，各次之间激发、发射主峰波长的差值均不超过±1nm，相对亮度的差值不超过±1%，色品坐标的差值不超过±0.001。冷却荧光粉试样至室温，测试其激发、发射主峰波长，相对亮度及色
LED光源的发光机理简介
LED光源的发光机理简介 现在随着LED产业供应连发展成熟，入门门槛低，大量小企业涌入，造成了LED产业过剩，并且由于企业产能利用率低，在市场上肯定竞争不过品牌大厂飞利浦(Philips)、欧司朗 (Osram)及GE，这些大厂通过垂直整合或策略联盟布局，积极占领LED主照明市场。无论是毛利率经过层层剥削或强敌环伺，因而小厂难逃巨大的市场压力。 中国具有丰富的有色金属资源，镓、铟储量丰富，占世界储量的70%-80%，这使我国发展半导体照明产业具有资源上的优势。到2010年，整个中国LED产业产值将超过1500亿元。日本则早在2002年耗费50亿日元推行白光照明，整个计划的财政预算为60亿日元。 随着LED的渗透急速增长速度，伴随着价格战将在2010年到来，因为LED不同于传统灯具与光源分开的销售模式，在这种压力下，有些企业无法兼顾产品品质与价格竞争力，可能会落入到并购或是被淘汰的命运。 2010年5月7日-12日，河南省照明学会组织照明专家及企业家一行赴日考察了日本照明现状，发现日本的LED照明现状并不尽如人意。 近年来，在照明领域最引人关注的事 件是半导体照明的兴起。20世纪90年代中期，日本日亚化学公司的Nakamura等人经过不懈努力，突破了制造蓝光发光二极管（LED）的关键技术，并由此开发出以荧光材料覆盖蓝光LED产生白光光源的技术。 led是LightEmittingDiode(发光二极管)的缩写。发光二极管是一种新型固态冷光源，LED的最显著特点是使用寿命长，光电转换效能高、抗震性能好、使用方便等优点，在照明系统中的应用越来越广泛。在同样照度下，LED灯的电能消耗和寿命比白炽灯和日光灯都有明显的优势。 各种白色发光方法的开发，以及新一代荧光粉的开发，已经使得LED的发光效率大幅提高，目前产业化产品已从45l m/w提高到100lm/w(到2009年，Cree公司的冷白光光效在350mA时已经超过100lm/W，而暖白光也超过75lm/W)，研究水平160lm/w，目标最高水平期望达200lm/w以上。寿命4万小时至8万小时。 一、LED光源的发光机理 与白炽灯或者气体放电灯的发光原理迥然不同。LED自发性的发光是由于电子与空穴的复合而产生的。 LED是由P型半导体形成的P层和N型半导体形成的N层，以及中间的由双异质结构成的有源层组成。有源层是发光区，利用外电源向PN结注入电子，在正向偏压作用下，N区的电子将向正方向扩散，进入有源层，P区的空穴也将向负方向扩散，进入有源层，电子与空穴复合时，将产生自发辐射光。LED因其使用的材料不同，其二极管内中电子、空穴所占的能阶也有所不同，能阶的高低差影响结合后光子的能量而产生不同波长光，也就是不同颜色的光，如红、橙光、黄、绿、蓝或不可见光等。 二、白光LED 白光LED的出现为越来越多的室内室外照明工程提供了白光LED半导体照明。白光LED的光效等都有了长足的进步 ，白光LED甚至已经开始挑战传统光源的地位。 目前获得白光LED主要有两个途径：第一个是通过荧光粉转换得到白光；第二个是把不同颜色的LED芯片封装到一起，多芯片混合发出白光。对于上述两种途径，根据参与混合白光的基色光源的数目，又可分为二基色体系和多基色体系。 荧光粉转换白光LED (1)二基色荧光粉转换白光LED 二基色白光LED是利用蓝光LED芯片和YAG荧光粉制成的。一般使用的蓝光芯片是InGaN芯片，另外也可以使用AlI nGaN芯片。蓝光芯片LED配YAG荧光粉方法的优点是：结构简单，成本较低，制作工艺相对简单，不过该方法也存在若干缺点，比如蓝光LED效率不够高，致使白光LED效率较低；荧光粉自身存在能量损耗；荧光粉与封装材料随着
如何测定荧光量子效率
如何测定荧光量子效率 首先要有一个已知量子产率的标准物质，一般用硫酸奎宁。分别做标准物质和未知样品的吸收和荧光光谱。 Φu=Φs(Yu/Ys)(As/Au) Φu——待求物质的荧光量子产率； Φs——标准物质的荧光量子产率； Yu——待求物质的荧光积分面积； Ys——标准物质的荧光积分面积； Au——待求物质的荧光激发波长处的吸收值； As——标准物质的荧光激发波长处的吸收值。 测定激发光强度和荧光强度就可以了知道吧？ 如果已知一标准物质的量子产率，可以配置相同浓度的标准和待测物质，在相同的测量条件下，测量两者的荧光强度.未知物质的荧光量子产率=F未知/F标准*标准的量子产率。 量子效率是指发射的光子数Nf与激发时吸收的光子数NX之比,即 量子效率=Nf/NX 我们知道,一般的发光总有一定的能量损失,激发光子的能量总是大于发射光子的能量.所以,量子效率通常都是小于100%.在实际测量时我们不好去测量发射的光子数Nf与激发时吸收的光子数NX,而通常用用下面的公式求算: 量子效率=发射峰的最大发光强度/激发峰的最大发光强度 但是注意根据待测物的激发和发射波长的范围，选择不同激发和发射波长的基准物。 请问在有机电致发光中 关于量子效率中的外量子效率是如何计算的 公式是什么样子的 exp(eV/kT)=aP2+bP+c(1) 其中V为光生电压，k为玻尔兹曼常数，T为绝对温度，e为电子电荷，a，b，c为常数。 1.Additionally,α-NPN thin film emits bright blue fluorescence(461 nm) with a quantum efficiency of 8.5%,higher than that of α-NPD(5.5%). 该化合物可发明亮的蓝色荧光(461 nm),积分球测定其薄膜荧光量子效率为8.5%,比α-NPD的5.5%高。收藏指正
荧光粉文献综述资料
荧光粉文献综述
荧光粉文献综述 杨颖任满荣 关键字:荧光粉；制备及应用；展望与前景；LED照明 1、前言 稀土荧光粉的应用解决了常规卤粉存在的发光效率低、色温大及稳定性差等问题，提高了照明光源的质量，为新型荧光灯的研究与应用提供了前提保障，同时为稀土三基色节能灯、LED、平板显示、转换发光材料及夜光涂料的研究和应用提供了保证，将照明灯行业推向新的阶段。［１］ 就当前技术而言，LED 照明的实现方式主要是采用荧光粉配合 LED 芯片的单芯片方式，这是因为多芯片型白光 LED 中各芯片的衰减速度及寿命均不一样，并且需要多套控制电路，成本高。通过引入荧光粉，只需要 1 种芯片 (蓝光或紫外光 LED 芯片) 就可以产生白光，大大简化了白光 LED 装置，节约了成本。所以荧光粉已经成为半导体照明技术中的关键材料之一。 由于其优异的发光性能，荧光粉的研究具有重大的理论意义和应用价值，近年来取得了飞速的发展，下面将对其进行简单介绍。 2、荧光粉的发展历史 1949 年，出现了性能优异的锑、锰激活的卤磷酸钙荧光粉，其不仅量子效率高，稳定性好，价格便宜，原料易得，且可以通过调整配方比例来获得日光、暖白和冷白色的输出，这些特点使它一直沿用了相当长时间，但其显色性较差。 20世纪 70年代初，依据人眼对颜色三种独立响应的视觉系统概念，荷兰科学家推断出了三基色原理，即采用红、绿、蓝三基色荧光粉就可以获得高显色指数和高光效的荧光灯。1974 年，荷兰飞利浦公司研制成功稀土铝酸盐体系三基色荧光粉，解决了荧光灯发明以来几十年都未能解决的问题，打破了卤粉荧光灯的局限性，实现了荧光灯高显色性和高光效的统一。［2］ 20世纪90年代日本率先在蓝光上获得技术突破，这时人们研制了钇铝石榴（YAG）黄色荧光粉配合蓝光于1996年实现首只白色LED。如今被人们誉为第四种照明光源——以白光为主的半导体照明光源正迎来新的发展契机。［3］3、荧光粉的制备 3.1固相反应法（solid-state reaction） 传统高温固相反应法是一个多相参与的高温扩散反应,大致的制备过程如 下：称量一定量Al 2O 3 、Y 2 O 3 、CeO 2 按化学计量比配比称量,混合后进行球磨,一
荧光粉发光原理
荧光粉发光的原理是什么 一、"荧光粉"发光的启示 为了弄清荧光粉的化学成分，我们首先想到了荧火虫的发光，荧火虫的发光原理主要有以下一系列过程。 成光蛋白质＋成光酵素含氧成光蛋白质（发出绿光） 含氧成光蛋白质＋H2O成光蛋白质 这就是荧火虫为何能持续发光，并且光亮一闪一闪的原因，值得注意的是，荧火虫所发出的绿光是一种"冷光"，其结果转化率竟达97%。 其次，我们又注意了发光塑料的发光，发光塑料主要是在普通塑料中掺进一些放射性物质，如14C、35Sr、90Sr及Na、Th和发光材料ZnS、CaS这些硫化物在放射光线的照射下，被激发而射出可见光（冷光）。 荧光粉的化学成份由模糊的硅酸盐、钨酸盐，单一的元素Ba、Sr最后深化到标准的化学式，其化学组成为： 类别 化学式 颜色 密度 红粉 Y2O3：Eu 白 5.1±0.2 绿粉 CeMgL11O19：Tb 白 4.2±0.2 蓝粉 BaMgAl10O17：Eu 白 3.7±0.2 双峰蓝粉 BaMgA10O17：（Eu、Mn） 白 3.8±0.2 上转化荧光粉，即红外线激发荧光粉的成分为： 化学组成：YErYbF3 外观：白色无机粉末 晶粒尺寸：30nm 激发波长：980nm 发光颜色：绿光 特性：透光率较高，有较高的耐溶剂、耐酸碱性能
应对荧光粉危害的几种方法 由于荧光粉在充入日光灯管过程中，含有较多量的Hg，因此其危害的主要来源就是其散发的Hg蒸气，权威资料显示： 汞蒸气达0.04至3毫克时，会使人在2至3月内慢性中毒；达1.2至8.5毫克量，会诱发急性汞中毒，如若其量达到20毫克，会直接导致动物死亡。 汞一旦进入人体内，可很快弥散，并积累到肾、胸等组织和器官中，慢性汞中毒会导致精神失常，植物神经紊乱，急性症状常头痛、乏力、发热、口腔及消化道齿龈红肿酸痛，靡烂出血，牙齿松动等，部分皮肤红色斑、丘疹，少数肾损害，个别肾疼、胸痛，呼吸困难，紫绀等急性间质性肺炎。 汞如若保管和处置不当，还会对生态环境造成巨大危害，它以各种形态进入环境中，直接污染土壤、空气和水源，再通过食物链进入人体，危害着人们的健康生活，因此绝对不能将日光灯管碎片随处丢弃。 如果室内日光灯管碎裂了，可用碘1克/立方米加酒精后薰蒸或直接用1克/立方米碘分散于地面置8－12小时，这样挥发或升华的碘与空气中的汞生成难挥发的碘化汞（Hg+I2＝HgI2）。用以降低汞蒸气的浓度，还可用5%－10%的三氯化铁或10%的漂白粉冲洗被污染的地面。 物质发光现象大致分为两类：一类是物质受热，产生热辐射而发光，另一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态（非稳定态）在反回到基态的过程中，以光的形式放出能量。以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料多属于后一类，即稀土荧光粉。稀土元素原子具有丰富的电子能级，因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道，为多种能级跃迁创造了条件，从而获得多种发光性能。稀土是一个巨大的发光材料宝库，在人类开发的各种发光材料中，稀土元素发挥着非常重要的作用。 自1973年世界发生能源危机以来，各国纷纷致力于研制节能发光材料，于是利用稀土三基色荧光材料制作荧光灯的研究应运而生。1979年荷兰菲利浦公司首先研制成功，随后投放市场，从此，各种品种规格的稀土三基色荧光灯先后问世。随着人类生活水平的不断提高，彩电已开始向大屏幕和高清晰度方向发展。稀土荧光粉在这些方面显示自己十分优越的性能，从而为人类实现彩电的大屏幕化和高清晰度提供了理想的发光材料。 稀土荧光材料与相应的非稀土荧光材料相比，其发光效率及光色等性能都更胜一筹。因此近几年稀土荧光材料的用途越来越广泛，年用量增长较快。 根据激发源的不同，稀土发光材料可分为光致发光（以紫外光或可见光激发）、阴极射线发光（以电子束激发）、X射线发光（以X射线激发）以及电致发光（以电场激发）材料等。 阴极射线发光材料—显示用荧光粉 主要用于电视机、示波器、雷达和计算机等各类荧光屏和显示器。稀土红色荧光粉（Y2O3∶Eu和Y2O2S∶Eu）用于彩色电视机荧光屏，使彩电的亮度达到了更高水平。蓝色和绿色荧光粉仍使用非稀土的荧光粉，但La2O2S∶Tb绿色荧光粉发光特性较好，有开发前景。最近彩色电视机统一使用EBU（欧州广播联盟）色，红粉为Y2O2S∶Eu。计算机不象电视机那样重视颜色的再现性，而优先考虑亮度，因而采用橙色更强的红色，Y2O2S中Eu的含量通常为5～7wt%。而彩色电视机红粉中Eu的含量约为计算机的1.5倍。
粉色荧光翡翠的呈色机理
粉色荧光翡翠的呈色机理 摘要：近年来，随着国家经济的日益发展，翡翠珠宝市场也逐渐走向繁荣，翡 翠的价格日益高涨，翡翠原石的开采亦日益加剧。自2012年以来，翡翠市场中 逐渐出现了一种在紫外荧光灯下通体呈现粉色荧光的翡翠。这种翡翠的普遍特点 是价值不是很高，颗粒较粗，在40倍显微镜下明显可见颗粒，红外光谱图谱显 示为天然翡翠，仅含有轻微蜡峰，电子探针射线显微分析显示主要元素为Na、Al、Si、O，少量杂质元素Ca、Fe、Mg。研究显示，这种翡翠为天然翡翠，发荧光部 分极有可能为翡翠本身的成分，是一种紫外荧光可以发出粉色荧光的天然翡翠。 关键词：粉色荧光；翡翠；红外光谱；电子探针 The coloration mechanism of pink fluorescent jadeite Yang xiaorong1，Pan jian2 （China Cloud Union Gem & Jade Quality Inspection Research Institute，Kunming 650000） Abstract：In recent years，with the increasing development of the national economy，the jadeite jewelry market has gradually become prosperous，the price of jadeite is increasing，and the exploitation of jadeite is also increasing. Since 2012，a kind of light-colored jadeite has gradually appeared in the jadeite market，which shows pink fluorescence under ultraviolet fluorescent lamp. The common characteristic of this kind of jadeite is that its value is not very high，and its particles are relatively coarse. The coarse particles can be seen clearly under 40 time microscope. Infrared spectrum shows that it is natural jadeite with only slight wax peaks. Electron probe X-ray microanalysis shows that this kind of jadeite has the main elements Na，Al，Si，O，and a small amount of impurity elements Ca，Fe and Mg. Research shows that this kind of jadeite is natural jadeite，and the fluorescent part is very likely to be the component of jadeite itself，which is a kind of natural jadeite that can emit pink fluorescence by ultraviolet fluorescence. Key words：pink fluorescent；jadeite；infrared spectrum；electron probe X-ray. 1背景 近10年来，翡翠原料的持续开发导致翡翠资源日益减少，随着缅甸政府控制原料出口，翡翠矿石资源在市面上更加稀缺，最近市场上出现了一种在紫外荧光灯下发强粉色荧光的翡翠，初步研究应该是一种比较新型的翡翠原料。 2 样品 2.1 样品的外观特征 此次用来做测试的翡翠原料是一只翡翠手镯（如图1），此种手镯颗粒较粗，透明度不高。翡翠手镯在紫外荧光照射时通体呈现粉色荧光，由于深色部分的体色较深，粉色荧光呈 现的不明显，因此，笔者选取翡翠样品的浅色部位，经紫外荧光笔照射呈现强粉色荧光（如 图2）。
荧光粉发展现状与趋势
荧光粉发展现状与趋势 首先因为LED只能发单色光,所以白光LED主要是由以下方式混合出来。 方法1为多晶片混光技术，分别把红、蓝、绿3晶片或蓝光、黄光双晶片固定于同一封装体内部，再经由调整各晶片的电流大小，调整各晶片的出光量来控制混光比例，以达到混成白光的目标。其中又以红、蓝、绿多晶片混光技术呈现的色彩饱合度及演色性(Color Rendition)最佳，但还须克服晶片光衰程度、热源过度集中产生散热封装等问题。若有任何一晶片提早失效，就无法得到所需白光的光源。 方法2是以紫外光LED激发均匀混合之蓝色、绿色、红色萤光粉，使其激发出一定比例之3原色进行混光而输出白色。三波长白光发光二极体具有高演色性优点，但却有发光效率不足及混光不均的缺点。 方法3在蓝光LED的周围= 充混有黄光YAG(Yttrium Aluminum Garnet)萤光粉的胶，并使用波长为400~530nm的蓝光LED，发出光线激发黄光YAG萤光粉产生黄色光，但同时也与原本的蓝光混合，进而形成蓝黄混合之二波长的白光。 然后我主要介绍的是方法二, 荧光粉涂敷光转变法是制造白光LED 的主要途径之一,目前已经商业化的产品绝大多数是用这种方法制造的。在这种方法中,荧光粉作为光的转换物质,所起的作用是至关重要的,它直接影响白光LED产品的发光效率、使用寿命、显色指数、色温等主要指标。随着LED 芯片技术的突破,LED 发光效率将逐步接近其理论发光效率,荧光粉的性能好坏将直接决定LED 光源的产品性能。目前能够匹配蓝光、近紫外光或其它芯片的荧光粉还不多,需要开发发光效率高、使用寿命长、显色指数高、物理性能和化学性能更加稳定、制备工艺更为简单的荧光粉。 通过激发荧光粉来形成白光。 在实现白光LED的各种方法中，荧光粉转换法是已经得到应用并且具有潜力的方法。PC—LED的发光原理是：在低压直流电的激发下，Ga(In)N芯片发射蓝光(～460nm)或近紫外光(～395nm)，激发涂覆在芯片上面的荧光粉发射出可见光，并混合组成白光。 优点是成本低和容易生产,缺点是光效较低，且发光的均匀度不好，光谱成分中 缺少红光，造成色温偏高。 白光LED的荧光粉，主流是与蓝色组合使用的黄色荧光粉。而现在，正逐渐向发出红色光和绿色光的荧光粉过渡。 黄色荧光粉 31411 硅酸盐体系的Srx EuySiO5 该荧光粉随着Eu2 + 掺杂浓度的增加,发射峰强度逐渐增大,当Eu2 + 的浓度为0103 时,Sr2197 Eu0103 SiO5有最大值,而随着Eu2 + 掺杂浓度的进一步增加,发 射峰强度明显减弱。同时,发射光谱峰值随Eu2 + 浓度的增加先红移(Sr2195 Eu0105 SiO5 在Eu2 + 浓度为0105 时
荧光粉合成方法研究
荧光粉合成方法研究 1 研究背景 (1) 2 荧光粉合成方法 (1) 3 稀土元素及其发光性质 (3) 4荧光粉发光机理 (3) 1 研究背景 白光LED因其具有工作电压低、发光响应快、耗电量少、体积小、寿命长、性能稳定、耐震性强等优点，目前以广泛应用于显示屏、灯饰、光源及检测、医学、化学、生物等领域。此外，随着全球环境的恶化、能源的枯竭、资源的紧缺，这种兼备诸多优点的白光LED更引起了各国政府和众多公司的高度重视。 白光是一种复合光，人眼可视范围的白光需要至少两种波长以上光组合而成。白光LED一般可以分为以下三类：荧光转换型、多芯片组合型，单芯片多量子阱型。从目前的发展趋势、可行性、使用性和商品化方面考虑，荧光转换型更具有一定的优势。至今，采用蓝光、紫光或UV-LED配合荧光粉的技术已经相对成熟。但用于LED的红色荧光粉仍然存在发光强度低、不稳定、光衰大等缺点，从而导致显色指数不高、寿命短等问题，一种更为理想的红色荧光粉还有待研发。 2 荧光粉合成方法 目前工业上荧光粉的制备大多采用高温固相法，但该方法反应温度高、反应时间长，团聚现象严重，难以获得粒径较小、分散性好的荧光粉体。此外，煅烧后产物结团块严重，需机械研磨，从而导致荧光粉晶粒产生晶型缺陷，增加无辐射发光中心，也可能在晶体表面形成一层无定型不发光薄膜，很大程度上降低了荧光粉的发光效率。所以，这些问题的解决还需要更做更多的研究。众所周知，合成方法对荧光粉的理化性能影响很大，目前人们常用的制备方法有：高温固相法、溶胶凝胶法、微波辐射法、燃烧法、水热合成法、喷雾热解法和化学共沉淀法等。 ①高温固相法：目前为止，荧光粉的合成使用最多的方法就是高温固相法。它是将合成物质的原料按一定化学计量比进行称量，往往一并加入定量的助溶剂、电荷补偿剂充分混合研磨均匀，然后在一定的条件(如温度、时间等)下进行焙烧而得的产品，再经粉碎、过筛等处理即可得所需产物。此方法在原料配比、条件控制、助溶剂选择等诸多方面已日趋成熟，容易实现粉体的批量生产，也因此得到广泛的应用。但是，高温固相法制备的荧光粉团聚严重、颗粒粗大，机械研磨时容易引入杂质、破坏晶型，以致降低发光效率。
荧光粉的发光原理、发展历史及应用前景
荧光粉的发光原理、发展历史及应用前景 引言 荧光粉是一种能将外部能量转变为可见光的发光材料，是照明、显示领域中重要的支撑材料，它是现今生活中极其重要的材料。因此有必要对荧光粉进行深入了解。 1.荧光粉的发光原理 与热辐射相比，荧光是一种产生具有很少热量的光的过程。适当的材料吸收高能辐射，接着就发出光，所发光子的能量比激发辐射的能量低。当发光材料是固体时，该材料通常称为荧光粉。激发荧光粉的高能辐射可以是电子或具有高速度的离子，也可以是从γ射线到可见光范围的光子。 1.1常见照明用荧光粉的发光原理 目前 ,实际用于照明用途的荧光粉 ,大部分是粉末状的以汞原子发出的紫外线 (主峰波长 253.17nm) 为激发源的光致发光荧光粉 ,它们是利用氧化物晶体中孤立离子的电子跃迁来发光的。 图1-1 原子的结构和光的转换
由量子理论可知 ,孤立的单个原子或离子中具有多个能级 ,如图1-1(a) 所示 ,当原子或离子中的束缚电子由高能级向低能级跃迁时 ,会形成自身固有的发光。下面以最简单的氢原子为例进行说明。氢原子中含有 1 个电子 ,并且从原子核向外依次为称作 1s、2s、3s ……的电子轨道 ,各电子轨道对应不同的能级 ,氢原子的这 1 个电子通常位于最内侧的 1s 轨道上 ,该电子的状态称为基态。若该电子受到电子碰撞或光等外来能量的刺激(激发) ,它就会吸收激发能量而向其外侧的轨道如 2s 轨道迁移。2s 轨道的能量高于 1s 轨道的能量 ,如图1-1(b) 所示 ,电子的这种状态称为激发态。原子发光就是电子由激发态返回到基态时产生的(见图1-1(c) ) 。 这类以光束激发的荧光粉主要用于荧光灯、等离子体显示屏 (PDP) 和白光LED 中。1.2阴极射线管(CRT)用荧光粉的发光原理 用于 CRT等装置中的荧光粉是以加速的电子束作为激发源的 ,这称为阴极射线致发光。阴极射线致发光的原理为：射入固体中的电子慢慢失去能量。由于 CRT 中以几十千伏高压使电子加速发射 ,当能量消失时会使周围产生电离 ,从而产生大量新的电子(二次电子) 。这些新的电子在固体中移动 ,当能量消失时 ,它们使前述孤立离子中的电子或半导体内杂质能级上的电子激发。之后便发出与离子内的能级和施主、受主能级间的能量差相对应的光辐射。 1.3电致发光 (EL) 用荧光粉的发光原理 采用有机物时 ,并非利用原子或离子的孤立的电子能级 ,而是通过它们结合形成的分子轨道上能级间的电子跃迁发光的。 2.荧光粉的发展历史 19世纪初，人们在研究放电发光现象的过程中开发了荧光灯和荧光粉。当时的荧光灯使用硅酸锌铍荧光粉，发光效率低并有毒性。早期荧光灯用荧光粉在使用中由于光衰程度不同会造成色偏,而且荧光效率低下。 从上世纪50 年代开始,出现了卤磷酸盐荧光粉,该系列荧光粉在很长一段时间占据主流。这种荧光粉的成分单一,没有色偏,并且比早期荧光粉的亮度高。 到了70 年代,使用3 种分别在450nm(蓝) 、540nm (绿) 、610nm (红) 附近具有高强度窄发射带的荧光粉混合制成的三基色荧光灯问世。在这以前,为了提高显色性能,一直采用发射接近日光的连续光谱的方法,这势必受到因包含视感效率低的光谱成分而光效下降的制约,针对这一课题,人们运用计算机模拟,发现用与日光光谱完全不同的光源也能实现高显色性,从而研制出这种灯。三基色荧光灯用荧光粉的光效高于100lm/W(单位输入功率产生的光通量) ,显色指数80 以上,高于卤磷酸盐荧光粉,诸多优点使其至今仍然使用广泛。 此外,在照明应用中,荧光粉还被应用于高压汞灯。70年代,在高压汞灯中使用Y(P ,V) O4∶Eu 荧光粉,将灯内与蓝白光同时发出的紫外线吸收并发出红光,大幅度改善了显色