LED与荧光粉知识
节能灯发光原理
节能灯发光原理
节能灯，也称为高效节能灯或LED灯，其发光原理是利用半导体材料的发光性质。
与传统白炽灯不同，节能灯的发光原理并不依赖于电阻加热。
下面将介绍不同类型的节能灯的发光原理。
1. 荧光灯：荧光灯利用荧光粉发光的原理。
荧光灯的内部管壁涂有荧光粉，管内充满了稀薄的惰性气体（如氩气和氖气）以及一小滴汞。
当电路中的电流通过荧光灯的两个电极时，电子被加速并击中汞蒸汽，激发汞原子的电子跃迁。
这些激发态的汞原子通过散射、碰撞等过程，释放出紫外线。
紫外线经过荧光粉的照射下，会被荧光粉吸收并发光，产生可见光。
2. LED灯：LED灯是利用LED（Light Emitting Diode）的发光原理来实现。
LED是一种半导体器件，其结构由P型半导体和N型半导体组成。
当电流通过LED芯片时，P型半导体中的正极电子会与N型半导体中的负极空穴结合，从而发生电子跃迁。
在跃迁过程中，电子会释放出能量，这些能量以光子的形式放射出来，导致LED发光。
此外，通过定义半导体材料的掺杂浓度和使用不同的材料，LED可以发出不同颜色的光。
3. 紧凑荧光灯（CFL）：紧凑荧光灯是一种小型荧光灯，其发光原理与传统荧光灯相似。
不同之处在于，CFL将荧光灯的长直管改为了紧凑的螺旋形管状。
这样可以减小体积，提高能效。
CFL通过相同的原理，即通过汞蒸汽和荧光粉来产生可见光。
总的来说，节能灯的发光原理主要是通过半导体材料的发光性质来实现。
这种原理使得节能灯相比传统的白炽灯更加高效、持久且节能。
LED相关知识介绍
LED制备工艺简介
颚式粉碎
球磨式粉碎
粉碎操作
辊式粉碎
气流粉碎
LED制备工艺简介
后处理工序操作：
（1）分散：利用行星式球磨机 或辊磨机进行球磨分散。 （2）水筛：以水为介质，将荧 光粉打成粉浆后全部过350目尼龙筛。 （3）水洗：用纯水将粉体表面 可溶性杂质洗去。 （4）干燥：鼓风干燥箱120℃干 燥12±2h。
x+y+z=1
LED用荧光粉基本知识介绍
光通量：单位时间内发出的光（可见光）量。光通量的用符号Φ 表示，单位为流 明(lm)。由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度，我们不能直接用光源 的辐射功率或辐射通量来衡量光能量，必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单 位--光通量来衡量。 发光强度：点光源在给定方向上，单位立体角内发出的光通量，符号用I表示， 单位为Cd（坎德拉）单位立体角为球体表面积除以半径的平方。
光学与照明基本知识介绍
光的质量指标
1.光效：
光通量，光强
2.光的色温：
3.显色性： 4. 寿命
色温
显色指数
光学与照明基本知识介绍
光学与照明基本知识介绍
一些实际例子：
光学与照明基本知识介绍
光学与照明基本知识介绍
光学与照明基本知识介绍
不同光源只ission spectrum)物体发光直接产生的光谱。
峰值波长 （Peak wavelength） 符号λ P 主波长 （domain wavelength） 符号λd 能够更准确的反映它的颜色
半峰宽 FWHM
LED用荧光粉基本知识介绍
色坐标：就是指他的颜色在CIE色度图 上的色度坐标值，主要反应了LED光 源所表现出来的物理颜色，色坐标比 用色温表示的颜色更加精准，清楚。
荧光粉的配比LED封装
浅谈LED荧光粉配胶程序荧光粉在LED制造过程起着至关重要的作用;使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉和蓝色LED芯片,可获得高亮度白光LED；若使用绿色荧光粉配合蓝光LED芯片,可以直接获得绿光；若使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉与蓝色LED芯片,可以获得冷色调白光；绿色荧光粉也可配合红色荧光粉与蓝色LED芯片而获得白光;白光LED的显色指数CRI与蓝光芯片、YAG荧光粉、相关色温等有关,其中最重要的是YAG粉,不同色温区的LED,用的粉及蓝光芯片不一样;目标色温越低的管子用的粉发射峰值要越长,芯片的峰值也要长,低于4000K色温,还要另外加入发红光的粉,以弥补红成分的不足,达到提高显色指数的目的,在保持的芯片及粉不变的条件下,色温越高显色指数越高;在生产中总结出来的经验来看,蓝光与YAG的最佳匹配关系如下：YAG发射峰值/nm 蓝光峰值波长/nm530±5 450-455540±5 455-460550±5 460-465555±5 465-470这样做出的白光比较白,一般芯片厂家提供的都是主波长,峰值波长要用专门仪器测试,测出来的值一般都比主波长短5nm左右;荧光粉与芯片波长决定了色坐标中一条直线,确定了荧光粉与芯片波长;只要增加减少配比都可以调节色坐标在此一条直线上位置;常见的LED晶粒如下：材料波长材料波长InGaN 475-485nm InGaN 525nmInGaN 465-475nm InGaN 505nmInGaN 455-465nm InGaN 515nmInGaAlP 620-640nm GaAlAs/GaAs 660nmInGaAlP 610-620nm GaAlAs/GaAlAs 660nmInGaAlP 600-610nm GaP 700nmInGaAlP 592-600nm GaP 570-575nmInGaAlP 580-593nm GaP 565-570nmInGaAlP 567-577nm GaP 550-565nmInGaAlP 550-565nm PY---GaAlAs 585nm由于荧光粉目前有无机类和有机类荧光粉;若不添加有机类荧光粉之情况,YAG荧光粉和AB胶之比例一般为1：6 ~ 10重量比;至于AB胶应为 6 ~10g之间的多少数量,必须视蓝色芯片的功率大小做调整;芯片功率大者,在荧光粉数量固定不变下,AB胶数量应较为少例如1：6;反之,功率小者AB胶数量应较为多例如：1：10;LED荧光粉配胶程序是LED工艺中,相当基础的一环,我们来看看是怎么做的;准备工作：1、开启并检查所有的LED生产使用设备烤箱、精密电子称、真空箱2、用丙酮清洗配胶所用的小烧杯;3、准备所需的量产规格书或相应的联络单,及相应型号胶水等并确认其都在有效的使用期内;开始配胶：1、配胶顺序说明：增亮剂+A胶按比例混合可以按订单一次性配好,最后再加入荧光粉+ B胶按比例混合物体须搅拌均匀;在后再抽真空;2、根据量产规格书或工程通知单中荧光粉配比和生产数量,计算出各种物料所需的重量;3、调整精密电子称四个底座使电子称呈水准状态;4、将干净的小烧杯放置于精密的电子磅秤上, 归零后,根据量产规格书中荧光粉的配比,分别称取所需重量的荧光粉和A、B胶;5、将配好的荧光粉手动搅拌20分钟至30分钟不等,直到荧光粉分布均匀为止;6、把配好的荧光胶抽真空至看不见气泡的状态,取出后,放在室温下用干净的玻璃盖上使用,使用前需按同一方向缓慢搅拌2分钟到3分钟,搅拌速度每转2秒至3秒;。
led灯的发光原理及荧光粉改善技术
led灯的发光原理及荧光粉改善技术led的发光原理。
led是由ⅲ一v族化合物，如gaas（砷化镓）、gaasp（磷化镓砷）、a1gaas（砷化铝镓）等半导体制成，其核心是p-n结，因此它具有一般p-n结的伏一安特性，即正向导通、反向截止、击穿特性。
当p型半导体和n型半导体结合时，由于交界面处存在的载流子浓度差。
于是电子和空穴都会从高浓度区域向低浓度区域扩散。
这样，p区一侧失去空穴剩下不能移动的负离子，n区一侧失去电子而留下不能移动的正离子。
这些不能移动的带电粒子就是空间电荷。
空间电荷集中在p区和n区交界面附近，形成了一很薄的空间电荷区，就是p-n结。
当给p-n结1个正向电压时。
便改变了p-n结的动态平衡。
注入的少数载流子（少子）与多数载流子（多子）复合时，便将多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。
如果给pn结加反向电压，少数载流子（少子）难以注入，故不发光。
白光led的主要实现方法。
目前，氮化镓基led获得白光主要有：蓝光led+黄色荧光粉、三色led合成白光、紫光led+三色荧光粉3种办法。
最为常见形成白光的技术途径是蓝光led芯片和可被蓝光有效激发的荧光粉结合组成白光led.led辐射出峰值为470nm 左右的蓝光，而部分蓝光激发荧光粉发出峰值为570nm左右的黄绿光。
与另一部分的蓝光与激发荧光粉产生的黄绿光混合产生ylo:ce 白光。
目前采用的荧光粉多为稀土激活的铝酸盐ylo:ce（yag），当有蓝光激发它时发出黄绿色光，所以称作黄绿色荧光粉。
该方法发光，发光效率高，制备简单，工艺成熟。
但色彩随角度而变。
光一致性差，而且荧光粉与led的寿命也不一致，随着时问的推移，显色指数和色温都会变化，影响了发光光源的发光质量。
采用红、绿、蓝三原色led芯片或三原色led管混合实现白光。
前者为三芯片型，后者为3个发光管组装型。
红、绿、蓝led 封装在1个管内，光效可达20lm/w,发光效率较高，显色性较好。
LED封装技术及荧光粉在封装中的应用
顶部 凹槽处 ，底部封以金属片状 引脚。Ｌ Ｄ Ｅ 采用表面贴 装封装 ，较好地解决了亮度 ，视角 ，平整度 ，一致性和 可靠 『等问题 ，是 目前 Ｌ Ｄ 生 Ｅ 封装技术的一个重要发展方
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图 １ ｎ Ｎ芯 片 ：Ｉ Ｇ： 荧 光 光 谱 ＩＧａ ￣ＹＡ Ｃｅ ： ！
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种封装结构的特点是采用热 电分离的形式 ，将倒装心片 － － ｉ － ｉ － （ｌ ｈｐ用硅载体焊在热沉上 ，并采用反射杯 、光学透 Ｆｉ Ｃ ｉ ｐ ） 镜和柔 Ｉ 歪明胶等新结构和新材 。 生ｉ
图 ３ 用 荧 光 粉 调 制 白 光 Ｌ Ｄ的 色温 Ｅ
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聚 焦 ＬＤ Ｅ
主要 有 ：Ｃａ — Ｓｒ Ｓ Ｅｕ ＋、Ｙ ｌ ｘ ： ２ ｘ ＶＯ４ Ｂｉ＋， ３ 和 ： ３ Ｅｕ ＋
了ｌＧａ 芯片色坐标和一系列不同Ｙ Ｃｅ ｎ Ｎ ＡＧ： 色坐标之间 的连 线和３ ０ Ｋ １ ０ ０ 等相 关色温线 。从 图３ ０ ０ ～ ０ Ｋ ０ 中可
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２ 荧光粉 ．
目前白光Ｌ Ｄ Ｅ 主要通过三种型式实现 ：１ 采用红 、 ） 绿、蓝三色Ｌ Ｄ Ｅ 组合发光 ，即多芯片 白光Ｌ Ｄ；２ 采用 Ｅ ）
蓝光Ｌ Ｄ Ｅ 芯片和黄色荧光粉 ，由蓝光和黄光两色互补得
Ａ／
浅谈LED荧光粉
浅谈LED荧光粉一，LED荧光粉的种类YAG铝酸盐荧光粉，优点：亮度高，发射峰宽，成本低，应用广泛，黄粉效果较好缺点：激发波段窄，光谱中缺乏红光的成分，显色指数不高，很难超过85硅酸盐荧光粉优点：激发波段宽，绿粉和橙粉较好缺点：发射峰窄，对湿度较敏感，缺乏好的红粉，不太耐高温，不适合做大功率LED，适合用在小功率LED氮化物荧光粉优点：激发波段宽，温度稳定性好，非常稳定红粉、绿粉较好缺点：制造成本较高，发射峰较窄硫化物荧光粉优点：激发波段宽红粉、绿粉较好，缺点：湿度敏感，制造过程中会产生污染，对人有害,有很强的臭味，会腐蚀支架 （属于淘汰的产品但市场有卖假粉的人为了赚取更多的利润，有可以用这种成份的荧光粉来充当好荧光粉）荧光粉对白光LED光衰的影响实现白光LED的途径有多种，目前使用最为普遍最成熟的一种是通过在蓝光晶片上涂抹一层黄色荧光粉，使蓝光和黄光混合成白光，所以荧光粉的材质对白光LED的衰减影响很大。
市场最主流的荧光粉是YAG钇铝石榴石荧光粉、硅酸盐荧光粉、氮化物荧光粉，与蓝光LED 芯片相比荧光粉有加速老化白光LED的作用，而且不同厂商的荧光粉对光衰的影响程度也不相同，这与荧光粉的原材料成分关系密切。
选用最好材质的白光荧光粉，使做出的白光LED 相比同行在衰减控制方面有了很大的提高。
二、介绍常用的YAG成份荧光粉的相关知识1.YAG合成工艺比较固相法缺陷：1)合成温度高、反应时间长2)对原料品质要求高3)粉体团聚严重、样硬、需机械破碎、球磨等后处理4)形貌不规则、颗粒流动性差、无法进一步进行包膜等后处理工艺5)难以有效地控制粒径分布控制反应沉淀法1)合成温度低、反应时间短2)合成粉体疏松，无需机械破碎、球磨等后处理工艺3)形貌规则，颗粒呈球形，流动性和稳定性好4)颗粒粒径可控5)容易实现包膜等后处理工艺2.YAG粉体制备流程比较 控制反应沉淀法固相法三、结果与讨论1.YAG荧光粉XRD分析图1不同反应方法制备的YAG荧光粉XRD谱图(a)商用固相法合成 (b)控制反应沉淀法合成2.控制反应沉淀法制备YAG前驱体颗粒生长机制及SEM分析前驱体颗粒生长机制前驱体SEM分析图2 颗粒在反应器平均停留时间6h，连续通料(a)10h,(b)15h,(c)20h前驱体颗粒生长形貌图 YAG形貌SEM图图3 不同合成方法制备的YAG粉体的形貌(a)控制反应沉淀法合成 (b)商用固相法合成3.YAG粉体荧光发射光谱分析图4 YAG发射光谱图结论1.采用控制反应沉淀法在1200℃成功地制备了由许多大小约1mm的一次粒子紧密团聚而成宏观粒径为9mm左右的球形纯相Y2.94Al5O12:Ce0.06黄色荧光粉，合成温度比传统的高温固相法降低了约300℃2.在控制反应沉淀制备球形YAG粉体的过程中，微细粒子的团聚是前驱体颗粒长大的主要方式，连续通料反应20h后，前驱体颗粒球形化程度较好，粒径分布在9mm，因此通过控制反应器内的流体运动状态及连续通料时间能够较好的控制前驱体颗粒形貌及粒径大小，并可以通过优化工艺合成粒径更小的YAG荧光粉。
青色LED用荧光粉的制备与应用
青色LED用荧光粉的制备与应用1. 引言青色LED（Light Emitting Diode）作为一种重要的光电器件，在照明、显示等领域具有广泛的应用。
荧光粉被广泛应用于青色LED的制备中，可以提升其光电性能和发光效果。
本文旨在介绍青色LED用荧光粉的制备方法以及在实际应用中的一些技术要点。
2. 青色LED用荧光粉的制备方法青色LED用荧光粉的制备主要包括荧光粉的原料选择、制备工艺和后处理等环节。
2.1 荧光粉的原料选择荧光粉的原料选择对青色LED的发光效果和色彩稳定性具有重要影响。
通常选择具有良好发光性能、高稳定性和优异的光电特性的荧光粉原料。
2.2 制备工艺荧光粉的制备工艺主要包括物料混合、粉碎和分级、固相反应等步骤。
具体制备工艺可以根据实际需求进行调整和优化。
2.3 后处理荧光粉的后处理是为了提高其发光效果和稳定性。
常见的后处理方法包括烧结、表面修饰和混合等步骤。
3. 青色LED用荧光粉的应用技术要点在实际应用中，使用青色LED荧光粉需要注意以下技术要点：3.1 光学性能调控通过调控荧光粉的组成和粒径，可以实现对青色LED的光学性能的调控。
可以根据实际需求选择合适的荧光粉制备方法和后处理工艺，以实现对LED发光颜色和色温的控制。
3.2 荧光粉和LED的匹配荧光粉的选择应考虑与LED器件的光谱性质相匹配。
合理选择荧光粉的颗粒大小和分布，可以提高荧光粉和LED之间的能量转移效率，从而提高LED的发光亮度和效率。
3.3 荧光粉的稳定性荧光粉的稳定性对青色LED的寿命和性能稳定性有着关键影响。
在荧光粉制备过程中，应注重对其稳定性的控制，并优化制备工艺和后处理方法，以提升青色LED的长期稳定性。
4. 结论青色LED用荧光粉的制备和应用是提升LED光电性能和发光效果的重要技术手段。
通过合理的荧光粉选择、制备工艺和后处理方法，并注意光学性能调控、荧光粉和LED的匹配以及荧光粉的稳定性，可以实现青色LED的优化制备和应用。
LED灯荧光粉常识
LED灯荧光粉知识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。
当某种物质受到诸如光的照射、外加电场或电子束轰击等激发后，只要该物质不会因此而发生化学变化，它总要回复到原来的平衡状态。
在这个过程中，一部分多余的能量会通过光或热的形式释放出来。
如果这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来的，就称这种现象为发光。
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-激发-能量传递-发光-三个过程激发过程：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。
1. 发光中心直接激发与发光（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’），2. 基质激发发光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）2. 基质激发发光（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，然后与发光中心复合发光（过程6）。
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LED与荧光粉知识
LED用荧光粉尚待创新
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。
具体来说，第一种方法是在蓝色LED芯片上涂敷能被蓝光激发的黄色荧光粉，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。