白光LED发光原理及技术指标
白光是一种组合光，白光LED可以分为单芯片、双芯片和三芯片等，以下将按这一分类来介绍，还将介绍照明用白光LED的一些技术指标。
白光LED发光原理
单芯片
InGaN(蓝)/YAG荧光粉
这是一种目前较为成熟的产品，其中 1W的和5W的Lumileds已有批量产品。
这些产品采用芯片倒装结构，提高发光效率和散热效果。
荧光粉涂覆工艺的改进，可将色均匀性提高10倍。
实验证明，电流和温度的增加使LED光谱有些蓝移和红移，但对荧光光谱影响并不大。
寿命实验结果也较好，Φ5的白光LED在工作1.2万小时后，光输出下降80%，而这种功率LED在工作1.2万小时后，仅下降10%，估计工作5万小时后下降30%。
这种称为Luxeon的功率LED最高效率达到44.3lm/w，最高光通量为187lm，产业化产品可达120lm，Ra为75-80。
InGaN(蓝)/红荧光粉+绿荧光粉
Lumileds公司采用460nmLED配以SrGa2S4：Eu2+(绿色)和SrS：Eu2+(红色)荧光粉，色温可达到3000K-6000K的较好结果，Ra达到82-87，较前述产品有所提高。
InGaN(紫外)/(红+绿+蓝)荧光粉
Cree、日亚、丰田等公司均在大力研制紫外LED。
Cree公司已生产出50mW、385nm—405nm的紫外LED；丰田已生产此类白光LED，其Ra大于等于90，但发光效率还不够理想；日亚于最近制得365nm、1mm2、4.6V、500mA的高功率紫外LED，如制成白色LED，会有较好效果。
ZnSe和OLED白光器件也有进展，但离产业化生产尚远。
双芯片
可由蓝 LED+黄LED、蓝LED+黄绿LED以及蓝绿LED+黄LED制成，此种器件成本比较便宜，但由于是两种颜色LED形成的白光，显色性较差，只能在显色性要求不高的场合使用。
三芯片 (蓝色+绿色+红色)LED
Philips公司用470nm、540nm和610nm的LED芯片制成Ra大于80的器件，色温可达3500K。
如用470nm、525nm和635nm的LED芯片，则缺少黄色调，Ra 只能达到20或30。
采用波长补偿和光通量反馈方法可使色移动降到可接受程度。
美国 TIR公司采用Luxeon RGB器件制成用于景观照明的系统产品，用Lumileds制成液晶电视屏幕(22英寸)，产品的性能都不错。
四芯片 (蓝色+绿色+红色+黄色)LED
采用 465nm、535nm、590nm和625nm LED芯片可制成Ra大于90的白光LED。
此外， Norlux公司用90个三色芯片(R、G、B)制成10W的白光LED，每个器件光通量达130lm，色温为5500K。
白光LED技术指标
照明用白光LED不同于传统的LED产品，在技术性能指标上有一些特殊要求：光通量一个Φ5 LED的光通量仅为1lm左右，而用作照明的白光功率LED希望达到1Klm。
当然，光通量为0.1Klm和0.01Klm的功率LED也能达到要求较低的照明需求。
由于15W白炽灯效率较低，仅8lm/w，所以一个15W白炽灯的光通量，与25lm/w的白光功率LED5W器件相当。
发光效率目前产业化产品已从 15lm/w提高到100lm/w，研究水平为
125lm/w，最高水平已达130lm/w。
色温在 2500K-10000K之间，最好是2500K-5000K之间。
显色指数 Ra 最好是100。
目前可以过到85
稳定性波长和光通量均要求保持稳定，但其稳定性程度依照明场合的需求而定。
寿命 5万小时至10万小时。
点图进入相册。
led发白光的原理
led发白光的原理
LED发白光的原理是基于半导体器件的特性。
LED，即发光
二极管，通过半导体材料中的电子再结合和能级跃迁来产生光。
在普通的单色LED中，使用的是单一的材料，如砷化镓（GaAs）直接发出特定波长的光。
为了实现白光LED，通常采用两种方法来实现颜色的混合。
最常见的方法是采用三个LED芯片，分别为红光、绿光和蓝光。
这三个颜色的LED通过控制电流的强度可以调节光的亮度，通过调节三种颜色的亮度组合而成的光会在人眼中产生白光的感觉。
另一种方法是使用一个蓝色的LED芯片，然后在蓝光照射到
荧光材料上时，荧光材料会发出黄色的光。
蓝光和黄色光的混合会形成白光。
这种方法称为黄色转换LED，也是目前市场
上较为常见的白光LED。
不论是采用三色LED混合发光还是黄色转换LED，都需要精
确地控制不同波长的光的亮度和光谱分布，才能达到理想的白光效果。
因此，LED发白光的原理本质上是通过控制不同的
发光材料和电流来实现的。
白炽灯、日光灯、led的发光原理
白炽灯、日光灯、LED的发光原理评论:1 条查看:2240 次taoluezheLED发表于2021-01-05 14:241．白炽灯根据白炽灯技术，主要有四种灯泡形式，分别为钨丝灯〔tungsten-filament〕、卤钨灯(tungsten halogen)、石英卤素灯(quartz halogen)及红外线反射灯(infra-lamps，简称IR灯)。
1.1 白炽灯的发光原理白炽灯是将电能转化为光能以提供照明的设备。
其工作原理是：电首先被转化成了热，将灯丝加热至极高的温度〔钨丝，熔点达3000℃多〕，这时候组成灯丝的元素的原子核外电子会被激发，从而使得其向较高能量的外层跃迁，当电子再次向低能量的电子层跃迁时，多余的能量便以光的形式放出来了。
同时产生热量，螺旋状的灯丝不断将热量聚集，使得灯丝的温度达2000℃以上，灯丝在处于白炽状态时，就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。
灯丝的温度越高，发出的光就越亮。
故称之为白炽灯。
白炽灯是由发光用的金属钨丝、与外界电源相通的电极，尾部的密封部分组成。
一般将灯泡里面抽成真空或充入其它惰性气体，利用钨的熔点高的特点，将其制造成丝状，通入电流后，钨丝便发光，并有一部分电能转化为热能。
在使用白炽灯时，注意不要去处接触灯泡，第一，灯泡外表温度很高，容易烫着手；第二，灯泡在工作时，钨丝在很高的温度下变软，假设晃动灯泡，容易使灯泡损坏。
在刚开关刚闭合时钨丝最容易烧断。
1.2 灯丝材料做灯丝的材料要求具有一定的电阻率、机械强度、化学稳定性和低挥发(即高熔点)。
钨满足以上这些根本要求，当然这并不是说只有这一种材料，事实上还有铼，钼，钽，锇以及金属碳化物。
1.3 为何选择钨丝？一是因为其电阻大，当电流通过时钨丝时，就可以消耗电流，以发热，当到达一定温度时就可以发光，当然这个加热过程是非常快的。
二是因为其挥发的慢，同时，在灯泡里充满着惰性气体，可以有助于降低钨丝的挥发。
为什么选钨丝，那时人们长久以来经历的结果。
白光led参数
白光led参数
摘要：
1.白光LED 的简介
2.白光LED 的参数
3.白光LED 参数的选购标准
4.白光LED 参数的影响因素
5.白光LED 参数的优化方法
正文：
白光LED，即白光发光二极管，是一种能发出白光的半导体器件。
白光LED 的参数包括光通量、色温、显色指数、发光效率等，这些参数影响着白光LED 的性能和应用效果。
光通量是白光LED 的主要参数之一，它是指LED 发出的光的总量，单位为流明（lm）。
光通量越大，LED 的亮度越高。
色温是描述白光LED 光线颜色的参数，单位为开尔文（K）。
色温越高，光线颜色越偏蓝；色温越低，光线颜色越偏红。
显色指数是衡量白光LED 对物体颜色还原能力的参数，越高表示还原能力越强。
发光效率是指白光LED 将电能转化为光能的效率，单位为流明/瓦特（lm/W）。
发光效率越高，LED 的能效比越高。
在选购白光LED 时，应根据实际应用需求选择合适的参数。
例如，用于照明的LED，应选择色温适中、光通量较高、显色指数较高的产品；用于显示的LED，应选择发光效率较高、色彩饱和度较高的产品。
白光LED 参数的影响因素主要包括LED 芯片、封装材料和驱动电路。
优质的LED 芯片和封装材料可以提高白光LED 的参数；合适的驱动电路可以保证白光LED 的稳定工作和长寿命。
为了优化白光LED 参数，可以采用以下方法：选择高品质的LED 芯片和封装材料，提高LED 的制作工艺，设计合理的驱动电路，以及进行严格的品质控制和测试。
led白光芯片 标准
led白光芯片标准
LED白光芯片通常是指用于发出白光的LED芯片。
这些LED芯片具有特定的参数和规格，而它们的标准通常涉及以下方面：
1. 颜色温度和色彩指数：LED白光芯片的标准包括颜色温度范围，比如暖白光、自然白光或冷白光，以及对色彩还原能力的要求，常用的指标是色彩指数（CRI）。
2. 亮度和光通量：标准通常规定LED白光芯片的亮度范围和对应的光通量输出，以确保其符合特定的照明要求。
3. 发光效率：标准可能规定LED芯片的发光效率要求，即单位功率下的光输出量。
4. 电气参数：包括LED白光芯片的工作电压、电流、功率和工作温度范围等。
5. 寿命和稳定性：标准可能要求LED芯片在特定条件下的寿命，以及其长期稳定性和性能衰减的要求。
这些标准通常由相关的标准化组织或LED制造商制定，并可能根据不同用途（例如家庭照明、汽车照明、户外照明等）有所区别。
如果需要详细了解特定LED白光芯片的标准，最好查阅相关的技术规格表或与制造商联系以获取准确的信息。
白光LED的特性参数
白光LED的特性参数从目前的LED产品的机理和结构来看,以下几个方面是用来衡量LED优劣的特性参数。
(1)白光LED电流/电压参数(正、反向)LED的电性能具有典型的PN结伏安特性,不同的电流直接影响LED的发光亮度和PN结的结温.在照明应用中,为了获得大功率的LED灯,往往将许多个发光二极管通过一定的串并联方式组合在一起,相关的各个LED的特性必须匹配,在交流工作状态还必须考虑其反向电特性,因此必须测试它们在工作点上的正向电流和正向压降,以及反向漏电流和反向击穿电压等参数。
(2)白光LED光通量和辐射通量发光二极管单位时间内发射的总电磁能量称为辐射通量,也就是光功率(W).对于照明用LED光源,我们更关心的是照明的视觉效果,即光源发射的辐射通量中能引起人眼感知的那部分当量,称作为光通量ΦV(1m).辐射通量与器件的电功率之比表示LED的辐射效率;光通量与器件的电度指在给定方向上单位立体角内所发射的光通量:I= dΦ/dΩ(cd)(2-1)光强分布曲线如图1所示,是表示LED发光在空间各方向的分布状态.在照明应用中计算工作面的照度均匀性和LED灯的空间布置,光强分布是最基本的数据.对于空间光束为旋转对称型分布的LED,用一个过光束轴平面上的曲线表示即可.对光束为椭圆形分布的LED,则用过光束轴及椭圆形长短轴的两个垂直平面上的曲线来表示.对于非对称的复杂图形,一般用过光束轴的六个以上截面的平面曲线来表示.发光角(或光束角)通常用半强度角θ1/2表示,即在光强分布图中光强大于等于峰值光强1/2时所包含的光束角度.(4)白光LED光谱功率分布LED的光谱功率分布表示辐射功率随波长的变化函数,它既确定了发光的颜色,也确定了它的光通量以及它的显色指数.通常用相对光谱功率分布S(λ)表示,光谱功率沿峰值两边下降到其值的50%时,所对应的两个波长之差Δλ＝λ2-λ1,即为光谱带.(5)白光LED色品坐标选三原色红(R)、绿(G)、蓝(B).X=R/(R+G+B),Y=G/(R+G+B),Z=B/(R+G+B) (2-2)由于X+Y+Z=1,所以只用给出X和Y的值,就能唯一地确定一种颜色.这就是通常所说的色度图,为了使坐标值能直接表示亮度大小,国际照明协会规定采用另一种色度坐标X、Y、Z,与R、G、B间存在线性换算关系.若以x、y作为平面坐标系,将自然界中的各种彩色按比色实验法测出其x、y数值,并绘在该坐标平面内,便可得到图2-1所示的色度图.该色度图边沿舌形曲线上的任一点都代表某一波长光的色调,而曲线内的任一点均表示人眼能看到的某一种混合光的颜色.其中白光区域的特征点A、B、C、D65、E的坐标值和色温见表2-1.表2-1 特征点对应的色坐标值和色温光源点X坐标Y坐标色温(K)A 0.4476 0.4074 2854B 0.3484 0.3516 4800C 0.3101 0.3162 6800D65 0.313 0.329 6500E 0.3333 0.3333 5500(6)白光LED色温和显色指数对于白光LED等发光颜色基本为“白光”的光源用色品坐标可以准确地表达该光源的表观颜色.但具体的数值很难与习惯的光色感觉联系在一起.人们经常将光色偏橙红的称为“暖色”,比较炽白或稍偏兰的称为“冷色”,因此用色温来表示光源的光色会更加直观.光源的发光颜色与在某一温度下黑体辐射的颜色相同时,则称黑体的温度为该光源的色温(color temperature) T,单位为开(K).对于白光LED,其发光颜色往往与各种温度下的黑体(完全辐射体)的色品坐标都不可能完全相同,这时就不能用色温表示.为了便于比较,而采用相关色温(CCT)的概念.也就是当光源的色品与完全辐射体在某一温度下的色品最接近,即在1960CIE-UCS色品图上的色品差最小时,则该完全辐射体的温度称为该光源的相关色温R1.用于照明工程的LED,尤其是白光LED,除表现颜色外,更重要的特性往往是周围的物体在LED光照明下所呈现出来的颜色与该物件在完全辐射(如日光)下的颜色是否一致,即所谓的显色特性.1974年CIE推荐了用“试验色”法来定量评价光源显色性的方法,它是测量参照光源照明下和待测光源照明下标准样品的总色位移量为基础来规定待测光源的显色性,用一个显色指数值来表示.CIE规定用完全辐射体或标准照明体D作为参照光源,并将其显色指数定为100,还规定了若干测试用的标准色样.根据在参照光源下和待测光源下,上述标准色样形成的色差来评定待测光源显色性的好坏.光源对某一种标准色样品的显色指数称为特殊显色指数R1.R1=100-4.6△Ei (2-3)式中△Ei为第i号标准色样在参照光源下和待测光源下的色差.CIE推荐的标准色样共有14种.其1-8号为中等饱和度、中等明度的常用代表性色调样品,第9至14号样品包括红、黄、绿、蓝等几种饱和色、欧美的皮肤色和树叶绿色.在一些特殊场合使用的LED光源,必须考核其特殊的显色指数.1985年国家制定了“光源显色性评价方法”标准,并增加了中国人女性肤色的色样,作为第十五种标准色样.这对于评价在电视演播室、商场、美容场所等照明用LED光源的显色性尤为重要.光源对前8个颜色样品的平均显色指数称为一般显色指数Ra.(7)白光LED热性能照明用LED发光效率和功率的提高是当前LED产业发展的关键问题之一,与此同时,LED的PN结温度及壳体散热问题显得尤为重要,一般用热阻、壳体温度、结温等参数表示.(8)白光LED辐射安全目前,国际电工委员会IEC将LED产品等同于半导体激光器的要求进行辐射的安全测试和论证.因LED是窄光束、高亮度的发光器件,考虑到其辐射可能对人眼视网膜的危害,因此,对于不同场合应用的LED,国际标准规定了其有效辐射的限值要求和测试方法.目前在欧盟和美国,照明LED产品的辐射安全作为一项强制性的安全要求执行.(9)白光LED可靠性和寿命可靠性指标是衡量LED在各种环境中正常工作的能力.在液晶背光源和大屏幕显示中特别重要.寿命是评价LED产品可用周期的质量指标,通常用有效寿命或终了寿命表示.在照明应用中,有效寿命是指LED在额定功率条件下,光通量衰减到初始值的规定百分比时所持续的时间.1)平均寿命一批LED同时点亮,当经过一段时间后,LED不亮达到50%时所用的时间.2)经济寿命在同时考虑LED损坏以及光输出衰减的状况下,其综合输出减至一特定比例时的小时数.此比例用于室外光源为70%,用于室内光源为80%.。
LED12个重要性能指标
LED12个重要性能指标要想深入了解LED，不仅需要了解LED的一些基本知识，还要了解LED的性能指标，因为LED性能指标是整个LED的核心部分。
笔者将LED性能指标分为12个关键词，下面让笔者给网友进行详细的分析。
12个LED重要性能指标(一)LED的颜色：LED的颜色是一项非常重要的指标，是每一个LED相关灯具产品必须标明，目前LED的颜色主要有红色、绿色、蓝色、青色、黄色、白色、暖白、琥珀色等。
在我们设计和接单的时候这个参数是千万不能忘记的(尤其是初学者).因为颜色不同,相关的参数也有很大的变化。
(二)LED的电流：LED的正向极限(IF)电流多在20MA，而且LED的光衰电流不能大于IF/3，大约15MA和18MA。
LED的发光强度仅在一定范围内与IF成正比,当IF>20MA时，亮度的增强已经无法用内眼分出来。
因此，LED的工作电流一般选在17—19MA左右比较合理.前面所针对是普通小功率LED(0.04-0.08W)之间的LED而言,但有些食人鱼LED除外(有些在40MA左右的额定值)。
除着技术的不断发展，大功率的LED也不断出现如0.5WLED(IF=150MA)，1WLED(IF=350MA)，3WLED(IF=750MA)还有其它更多的规格，我不一一进行介绍,你们可以自己去查LED手册。
(三)LED的电压：通常所说的LED是正向电压,就是说LED的正极接电源正极，负极接电源负极。
电压与颜色有关系，红、黄、黄绿的电压是1.8—2.4v之间。
白、蓝、翠绿的电压是3.0—3.6v之间，这里笔者要提醒的是，同一批生产出的LED电压也会有一些差异，要根据厂家提供的为准，在外界温度升高时，VF将会下降。
(四)LED的反向电压VRm：允许增加的最大反向电压。
超过数值，发光二极管可能被击穿损坏。
(五)LED的色温:以绝对温度K来表示，即将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜色开始由深红—浅红—橙黄—白—蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。
白光oled原理
白光oled原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：白光OLED原理是一种先进的显示技术，它将有机发光二极管（OLED）应用于显示屏幕中，以实现高质量的图像和视频显示效果。
白光OLED显示屏具有出色的色彩表现力、更高的亮度、更低的功耗和更高的对比度，因此被广泛用于智能手机、平板电脑、电视和监视器等设备中。
本文将介绍白光OLED的工作原理、结构特点和优势。
一、白光OLED原理白光OLED正是通过利用有机发光材料电致发光的原理来实现显示的。
有机发光二极管（OLED）是一种特殊的半导体器件，由一层或多层有机薄膜组成，能够在电场的激发下产生光。
有机发光材料通常包括发光层、电子传输层和空穴传输层等部分，通过在这些层之间施加外加电压，从而实现电子和空穴的复合发光。
白光OLED实际上是一种混合发光的显示技术，它通过将红、绿和蓝三种颜色的有机发光材料混合在一起来实现全色谱的白光显示效果。
通过调节不同颜色的发光材料的配比和亮度，可以实现几乎任意颜色的显示效果。
这种混合发光的方式比传统的LED显示技术更加灵活，可以实现更加生动和真实的色彩表现。
白光OLED显示屏的结构相对简单，一般由透明的ITO导电玻璃基板、空穴传输层、发光层、电子传输层和金属反射层组成。
ITO导电玻璃基板用于提供电极，并且通常需要制备成透明的结构，以保证光线的透过性。
空穴传输层和电子传输层分别用于传输空穴和电子，并将它们输送到发光层进行复合发光。
发光层是白光OLED的关键部件，其材料的选择和结构的设计直接影响到显示效果的质量。
发光层通常采用混合了红、绿和蓝三种颜色的发光材料，并且需要具有较高的亮度和长寿命。
电子传输层和空穴传输层则需要具有良好的电子输送和空穴输送性能，以保证电子和空穴能够迅速地在发光层内复合并发光。
金属反射层用于提高光的效率和亮度，减少光的损失并提高显示效果。
金属反射层通常采用铝或银等高反射率金属材料制备，能够有效地反射背光光源中的光，并将其指向观察者的方向，从而提高显示效果的亮度和对比度。
白光LED的发光原理及其制造工艺
白光LED的发光原理及其制造工艺1.1 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：注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来。
LED的核心是一个半导体的晶片，晶片附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
跟一般的二极管一样，LED 半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面的载流子以空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边多数载流子主要是电子。
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PN结加反向电压时，少数载流子难以注入，LED故不发光。
而当PN结加正向电压时，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，这个复合过程会释放出能量，即以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。
而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。
LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关，目前广泛使用的单色LED有红、绿、蓝三种。
由于LED 工作电压低（仅1.5-3V），能主动发光且有一定亮度，亮度又能用电压（或电流）调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长（10万小时），所以，LED是理想的光源[1]。
大功率LED又是LED的一种，相对于小功率LED来说，大功率LED单颗功率更高，亮度更亮，价格更高。
小功率LED额定电流都是20mA，额定电流高过20mA[2]的基本上都可以算作大功率。
一般功率数有：0.25w、0.5w、1w、3w、5w、8w、10w等等。
对于一般照明应用而言，人们更需要的是白色的光源。
在工艺结构上，白光LED通常采用两种方法形成。
第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光。
1998年白光的LED开发成功。
这种白光LED就是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。
GaN芯片发蓝光（λp=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射[3]，峰值550nm。
白色led原理
白色led原理
白色LED原理
白色LED，即白光发光二极管，是一种能够发出白光的半导体器件。
它的原理是通过将蓝光LED和黄色荧光粉结合在一起来实现白光发光。
在白色LED的发展过程中，不断有新的技术被引入，使得白光LED的亮度、效率和颜色纯度得到了不断提高。
白色LED的工作原理可以简单地概括为：当通电时，LED芯片中的半导体材料会发生电子与空穴的复合，释放出能量。
这些能量会激发荧光粉发出黄光，同时LED芯片本身也会发出蓝光。
通过调节荧光粉的配比和LED的结构，可以使得混合后的光呈现出白光。
在白色LED中，蓝光LED起到了关键作用。
蓝光LED的发明是白光LED出现的重要契机，因为蓝光LED可以通过激发黄色荧光粉来产生白光。
而黄色荧光粉的作用是将一部分蓝光转换为黄光，从而达到白光的效果。
这种蓝光激发黄光的方法，使得白光LED的发光效率得到了大幅提高。
除了蓝光LED和黄色荧光粉，有时还会加入绿色荧光粉来调节白光LED的色温。
通过合理的配比，可以使得白光LED发出的光线更加接近自然光，从而满足不同场合的照明需求。
白色LED的应用非常广泛，可以用于室内照明、汽车照明、显示屏、指示灯等领域。
由于白色LED具有高效、长寿命、环保等优点，因
此受到了越来越多人的青睐。
总的来说，白色LED的原理是通过蓝光LED和荧光粉的结合来实现白光发光。
通过不断的技术创新和改进，白色LED的性能不断提升，为人们的生活带来了便利。
随着科技的不断进步，相信白色LED在未来会有更广阔的应用前景。
白光LED发光机制及发光材料的研究进展
贾世庆
SC14038018
光学与光学工程系
元素的总称，常用R或RE表示，其中包括钪(Sc）、钇(Y）、镧(La）、铈(Ce）、 镨(Pr）、钕(Nd）、钷(Pm）、钐(Sm）、铕(Eu）、钆(Gd）、铽(Tb）、镝 (Dy）、钬(Ho）、铒(Er）、铥(Tm）、镱(Yb）、镥(Lu）。这些元素拥有特殊 的电子结构，从而形成丰富的能级来跃迁发光，而且一些元素离子作为发光中 心拥有优良的性能，作为白光LED的发光材料再合适不过。具体说来，稀土元素 具有外层电子结构相同，内层4f电子能级相近的电子层构型，很特别。而其发 光和激光性能都来自于这些4f电子在不同能级间的跃迁。4f电子的跃迁主要有 两类，一类是在f组态内不同能级之间的跃迁，被称作f-f跃迁；另一种是d组态 与f组态之间的跃迁，被称作f—d跃迁。其两种能级跃迁发射的光谱大概有三万 余条，可以说极其丰富，因此稀土元素适当选用，既可作发光材料的基质成分， 又可以用作激活剂、敏化剂或掺杂剂。而当中起主要作用的其实是稀土元素的 离子，不同化合价的离子（包括+2价、+3价、+4价）往往具有不同的特性，这 些都是由不同离子的不同电子层结构决定的。其中作为激活剂的主要是+3价Gd 离子两侧的+3价的Sm、Eu、Tb、Dy和+2价的Eu，应用最多的是+3价的Eu和Tb。 这里多用+3价离子，原因就在于这些离子的价电子都在4f轨道上填充，电子层 都具有未配对的电子，可以跃迁发光，而且属于内层电子跃迁，有外层电子的 屏蔽作用，发光不受太大干扰，非常稳定。材料的发光颜色基本上不随基质的 不同而改变，是很理想的发光中心。再者由于这些离子主要是进行f—f能级跃 迁，其发射光谱呈现线状，色纯度高，荧光寿命长，光谱形状也很少随温度而 改变，温度猝灭和浓度猝灭都很小，辐射出的光非常的理想。基于稀土元素的 诸多优点，在白光LED的发展中起到了重要的作用。我国是稀土资源大国，其稀 土储量约占世界总储量的43%，排在世界首位，并控制世界稀土市场98%的份额。 我国的稀土分离提纯技术也处于国际先进水平。利用这些优势，大力发展稀土 离子发光材料，努力推动白光LED照明光源的发展，具有十分重要的经济意义甚 至战略意义。 碱土金属构成的卤磷酸盐是一类十分重要的发光材料基质，由它配合稀土 材料可以明显的提高其发光效率和稳定性，并能调节发射光的波长范围，制备 出高效率、高性能、价格低廉的荧光粉。卤磷酸盐荧光粉经过多年的改进和发 展，自身就具有了很高的发光效率，其量子效率为90％，显色指数是50～60。 正由于这类荧光粉具有发光效率高、价格低而且稳定性好等优点，曾在荧光灯 中得到广泛应用。 而碱土金属卤磷酸盐荧光粉掺杂了稀土离子之后，以碱土金 属盐为基质，稀土离子为激活剂，会呈现出更加实用的特性。其中+2价Eu离子 激活的碱土金属氯磷酸盐就是一类发蓝光和蓝绿光、性能优良的高效光致发光 材料。+2价的Eu离子在碱土金属氯磷酸盐中，因碱土金属的种类和数量的不同， 会引起离子周围晶体场环境的不同改变，使得Eu离子的发射范围一直从蓝光到 绿光 。而且Eu离子掺杂的碱土金属氯磷酸盐可以被250～420 nm的紫外光激发， 可以将此类荧光粉应用于制备近紫外光芯片基的白光LED。当然，这种发光材料 需要稀土离子激活剂和碱土金属卤磷酸盐基质有很好的匹配以发挥更好的发光 效率，这种匹配和发光性质也是发光材料成功与否的重点，也是研发工作一直 以来的难点。 另外的，白光LED光源的两个重要部分LED器件和发光材料的合适匹配更加 难以实现可控制，这也是白光LED最终能够实现并具有节能优质光源的重中之重。 其实，能被现今普遍使用的蓝光、红橙光以及紫外近紫外光LED辐射光激发且易 于合成的荧光粉并不多。即使能被激活，能够和LED发射光匹配学与光学工程系