白光LED与荧光粉之特性探讨
LED与荧光粉基本知识
LED与荧光粉基本知识近年来，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*****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。
硼酸盐基白光LED用荧光粉的制备与发光性研究
硼酸盐基白光LED用荧光粉的制备与发光性研究硼酸盐基白光LED用荧光粉的制备与发光性研究一、引言白光LED作为一种新型的照明源，被广泛应用于室内外照明、显示屏等领域。
然而，传统的白光LED主要通过多色光混合或者通过蓝光激发黄色荧光粉发出黄光来实现白光的发射。
然而，这种方法存在着一定的缺陷，如发光效率低、色温控制困难等。
为了克服这些问题，并且实现更高效的白光LED照明，近年来已经有研究人员开始研究硼酸盐基白光LED，以期能够实现更高的发光效率和更好的色温控制。
二、硼酸盐基白光LED的发光原理硼酸盐基白光LED是通过在半导体器件中嵌入荧光粉实现的。
其中，硼酸盐基材料是荧光粉的一种重要成分。
它的发光机理是基于硼酸盐材料的正常发射和荧光粉的荧光共同工作。
当硼酸盐基材料受到电流激发时，它会发射出特定波长的蓝光。
而荧光粉则会将蓝光吸收，并重新发射出黄光和红光。
这样，通过与蓝光的混合，就能够实现白光的发射。
三、硼酸盐基荧光粉的制备方法制备硼酸盐基荧光粉的方法主要包括溶胶-凝胶法、固相法和共沉淀法等。
其中，共沉淀法是一种常用的制备方法。
首先，将硼酸盐和金属离子盐按照一定比例加入溶液中，并进行搅拌使其充分混合。
随后，加入一定量的沉淀剂，将金属离子与硼酸盐共同沉淀形成颗粒。
最后，通过洗涤、干燥等处理，得到硼酸盐基荧光粉。
四、硼酸盐基荧光粉的发光性研究硼酸盐基荧光粉的发光特性是研究的重点之一。
通过对硼酸盐基荧光粉的光学性质进行研究，可以了解其发光机制和发光性能，为进一步优化和改进其应用提供参考。
通过实验和测试，研究人员发现，硼酸盐基荧光粉能够发射出窄带宽和高强度的黄光和红光，从而能够实现更高的发光效率和更好的色温控制。
五、硼酸盐基白光LED的应用前景硼酸盐基白光LED具有发光效率高、色温可调、色彩还原性好等优点，因此，具有广阔的应用前景。
它可以应用于室内照明、户外照明、显示屏等领域。
同时，硼酸盐基白光LED还能够实现更低的能耗和更长的使用寿命，从而减少对环境的污染。
《白光LED用红色荧光粉的制备及发光性能研究》范文
《白光LED用红色荧光粉的制备及发光性能研究》篇一一、引言随着科技的不断发展，白光LED作为现代照明的重要来源，已成为我们日常生活和商业用途的主要照明设备。
而在白光LED 的制作中，红色荧光粉是关键的组成部分，它的制备及发光性能直接影响着LED的照明效果和性能。
本文旨在探讨白光LED用红色荧光粉的制备方法，并对其发光性能进行深入研究。
二、红色荧光粉的制备红色荧光粉的制备方法多种多样，主要包括高温固相法、溶胶凝胶法、沉淀法等。
本实验主要采用高温固相法进行制备。
1. 材料准备实验所需的主要材料包括稀土氧化物（如氧化钇、氧化铕等）、硅酸盐等。
这些材料需经过精细研磨，以达到所需的粒度。
2. 制备过程将研磨后的材料按照一定比例混合，放入高温炉中，在还原气氛下进行高温烧结。
烧结完成后，进行冷却和研磨，得到红色荧光粉。
三、发光性能研究红色荧光粉的发光性能主要取决于其激发光谱、发射光谱、色坐标、量子效率等参数。
本部分将对这些参数进行详细研究。
1. 激发光谱和发射光谱通过光谱仪对红色荧光粉进行激发和发射测试，得到其激发光谱和发射光谱。
激发光谱反映了荧光粉对不同波长光的响应情况，而发射光谱则反映了荧光粉发出光的波长和强度。
2. 色坐标和量子效率色坐标是描述颜色的一种方法，它反映了荧光粉发出的光的颜色。
量子效率则反映了荧光粉的光转换效率，即吸收的光能转化为发出光能的效率。
通过测量色坐标和量子效率，可以评估红色荧光粉的性能。
四、结果与讨论1. 结果通过实验，我们得到了红色荧光粉的激发光谱、发射光谱、色坐标和量子效率等数据。
数据显示，我们制备的红色荧光粉具有较好的发光性能，其色坐标接近标准红光色坐标，量子效率也较高。
2. 讨论我们对实验结果进行了详细分析，发现红色荧光粉的发光性能受制备过程中温度、气氛、原料比例等因素的影响。
通过优化这些因素，我们可以进一步提高红色荧光粉的发光性能。
此外，我们还发现，通过调整荧光粉的成分和结构，可以改变其发光颜色和亮度，为白光LED的调色提供了更多的可能性。
白光LED用新型荧光粉的探索
第9期发光二极管（Light-emitting diode ）简称LED 。
自1998年发白光的LED 开发成功以来，白光LED 的发光效率正在逐步提高，商品化的器件已达到白炽灯的水平，实验室的白光LED 发光效率接近荧光灯的水平，并在稳步增长之中。
由于它具有效率高、寿命长、响应快、安全、环保等优点，故白光LED 是LED 产业中最为看好的新兴产品，在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，白光LED 在照明市场的前景备受全球瞩目，欧、美及日本等先进国家也投入许多人力，并成立专门的机构推动白光LED 研发工作。
它将成为21世纪的新一代光源———第四代照明光源，以替代白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯等传统光源，白光LED 孕育着巨大的商机。
目前，获得白光LED 最普遍的方法还是蓝光芯片加黄色荧光粉法［1］。
这种方法采用蓝色LED 芯片激发黄色发射的YAG ：Ce 3＋荧光粉而得到白光，由于缺少红色光谱成分，光源的色彩还原性差，显色指数低，发光效率低。
为解决以上问题，有两种方法被提了出来：（1）研制能够被蓝光和近紫外光芯片有效激发的红色荧光粉。
因为红色荧光粉在调制白光LED 和改善其显色效果方面起着至关重要的作用。
当在其中加入红色成分以后，可明显提高白光LED 的发光效率及显色指数。
（2）研制能够被紫光或近紫外光InGaN 管芯片有效激发的单一组分白色荧光材料。
单一组分白色荧光材料在近紫外光管芯激发下可直接发射白光。
它与混合红、绿、蓝三基色荧光粉而得到白光的方法相比，有效避免了多组分荧光粉之间的颜色再吸收、能量损耗、配比调控及老化速率不同的问题，从而提高了白光LED 的流明效率和色彩还原性能。
因此，本文主要从蓝光芯片激发和近紫外光芯片激发的角度出发，对白光LED 用新型钼酸盐红色荧光粉和单一基质白光荧光粉的研究状况进行探讨。
1钼酸盐红色荧光粉钼酸盐作为一种重要的光学材料，在许多领域有着重要的应用价值，钼酸盐的合成温度低并且化学性质稳定。
《近紫外激发白光LED用荧光粉的制备和发光性能的研究》
《近紫外激发白光LED用荧光粉的制备和发光性能的研究》篇一一、引言随着照明技术的不断进步，白光LED（Light Emitting Diode）因其高效率、长寿命和低能耗等优点，逐渐成为照明领域的主流光源。
其中，近紫外激发白光LED技术更是受到了广泛关注。
而荧光粉作为白光LED的关键材料，其性能的优劣直接影响到LED的发光性能。
因此，对近紫外激发白光LED用荧光粉的制备和发光性能进行研究，具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、荧光粉的制备1. 材料选择荧光粉的制备首先需要选择合适的原材料。
常用的原材料包括稀土元素、卤化物等。
其中，稀土元素因其独特的电子结构，具有丰富的能级和良好的发光性能，是制备荧光粉的重要原料。
2. 制备方法目前，制备荧光粉的方法主要有高温固相法、溶胶凝胶法、共沉淀法等。
本研究所采用的制备方法为高温固相法。
该方法具有制备工艺简单、成本低、产量大等优点。
具体步骤如下：将选定的原材料按照一定比例混合后，在高温下进行固相反应，得到荧光粉前驱体。
然后对前驱体进行热处理、球磨等工艺，最终得到所需的荧光粉。
三、发光性能的研究1. 发光性能参数荧光粉的发光性能主要表现在发光亮度、色坐标、色温、显色指数等参数上。
其中，发光亮度和色坐标是评价荧光粉性能的重要指标。
2. 实验方法为了研究荧光粉的发光性能，我们采用了光谱分析仪、色度计等设备进行实验。
通过测量荧光粉在不同条件下的发光光谱、色坐标等数据，分析其发光性能。
3. 结果分析通过实验，我们发现制备的荧光粉具有良好的发光性能。
其发光亮度高，色坐标符合白光LED的要求。
此外，该荧光粉还具有较高的显色指数和较低的色温，为近紫外激发白光LED的应用提供了良好的基础。
四、结论本研究成功制备了近紫外激发白光LED用荧光粉，并对其发光性能进行了研究。
实验结果表明，该荧光粉具有良好的发光性能和较高的应用价值。
该研究为近紫外激发白光LED的进一步应用提供了理论依据和实验支持。
白光LED照明用新型荧光粉的制备和性能研究
样品在最佳激发波长下 的发射光谱 由４０ ６０ｍ的光 潜带组 ０— ０ｎ 成， 两个 主发射 峰分 别位于 ４ ８ ４ ｍ 和 ５ ６０ ｍ 处 。从 图 ｌ ６ ．ｎ ４ ．ｎ 可 以 看出 ， 射光谱 呈现双峰 特征 。 发 一般情 况下 ， 带状荧光光 谱 的能 量分 布符 合或近似 符合高斯 分布 。经与相 关研究结 果的 比对 ， 这 两个发射 带可归结为处于不 同格位 上的二价铕离子 的５ － 跋 射 ， ｄ４ 因源于不 同的格位 ， 从而 它们混合成 白光 ， 这两个发射 带的相对发 光强度随激 发波长 的变化而变化 。 从样 品的激 发光谱和 发射光谱 的分布可以看 出 ， 杂离子 掺 在基质 中形 成 了独立 的两种离子 发光 中心 ， 这 是 因为 Ｅ 的发光特性 与 Ｅ 在 晶格 中的点 ｕ ｕ 对 称性有关 ， 以Ｅ 所 ｕ 对样 品的相 对发光 强度
实验 。
２５ Ｏ ３ ０ ０ ３５ ０ ４ ０ ０ ４Ｓ ０ Ｓ ０ ０ ＳＳ ０ Ｓ ０ ０
司）Ｚ － ２Ｄ暗 箱式紫外 分析仪 （ ，Ｆ ０ 上海顾 村 电光 仪器厂 ） 。 等 １２ 实验合成过程 ． 按化 学计量 比 ， 称取一 定量 的 Ｓ Ｃ Ａ． ，Ｍｇ （ Ｒ） ｒ Ｏ （ Ｒ） Ｏ Ａ． ， ＳＯ（ Ｒ ５Ｅ ， （９９％） 磨均 匀后 ， ｉ， Ａ． ）［ ｕＯ， ．９ ， ￣ １ ９ 研 置于 刚玉坩 埚内 ， 在还 原 气氛下烧 结３ 小时 。 烧结结 束后 ， 品在 还原 气氛条件 下随炉 冷 样 却 至低于２０ ０￣ Ｃ以下时取 出样品 ， 将样 品研磨 ， ０ 目（．７ｍｍ） 过２０ ００４ 筛， 将过筛后的荧光粉放入烧 杯中， 加入适量浓 度的乙醇 ， 浸泡一段 时 间后 ， 放入超声波分 散器 中进行分 散处理 ， 置分层后将表 面的 静 水滤掉 ， 再加入蒸馏水 反复进 行清洗 ， 到溶液 呈中性 ， 置至溶液 直 静 澄清 ， 滤掉上 层清液 ， 所得样 品在 远红外 干燥 箱 中烘 干 （Ｉ ￣） 将 １Ｏ ， Ｃ 充分 研磨 ， 到不 同 Ｅ 含量 的 Ｓ Ｍｇ ｉ ｘ ｕ ＋的系列样 得 ｕ ｒ Ｓ， ：Ｅ ２ Ｏ
探究光品质背后的关键要素——荧光粉
探究光品质背后的关键要素——荧光粉白光LED具有光效高、耗电小、体积小、寿命长、不含汞、铅等有害物质，无红外线和紫外线等优点，是公认的第四代绿色节能环保光源。
随着人们对节能环保意识的日益重视，白光LED取代传统光源进入普通照明市场，已经成为照明行业的大趋势。
目前，制备白光LED的方式主要有两种，一种是以“红光芯片＋绿光芯片＋蓝光芯片（RGB）”混合的方式得到白光，另一种是以“蓝光芯片＋荧光粉”得到白光，而后者在白光LED中占主导地位。
对于这种主要的封装方式来说，荧光粉的好坏决定了光源的色温、显色指数、颜色均匀性和光通量等参数。
最近，人们对白光LED光源光品质的要求越来越高，特别在蓝光危害、眩光和显色性等指标方面的要求越来越严格，荧光粉又该如何满足高品质光源的需求呢？光源的光品质是一项综合性的评价，需要考虑色温、色坐标（颜色偏好度）、Ra、R1——R15（特别是R9）、颜色饱和度、应用需求等多种参数指标，而影响这些参数指标的关键因素就是荧光粉。
目前，市场上常见的商用LED荧光粉主要有八大系列：发射峰值范围在545nm——580nm的YAG黄粉、522nm——545nm的GaYAG黄绿粉、520nm ——545nm的LuAG绿粉、515nm——575nm的硅酸盐绿粉／黄粉、580nm——600nm的硅酸盐橙粉、612nm——675nm的氮化物红粉、490nm——500nm的氮氧化物蓝绿粉和629nm ——632nm的氟化物体系红粉。
这些商用荧光粉因其发射峰值、色坐标、半峰宽、激发效率、粒径、表面光滑度等参数指标不一样，其应用各有千秋。
通俗地说，这如同画画用的彩色笔一样，蓝光LED就像画纸，荧光粉就像彩色笔，通过不过搭配就可以得到一幅色温、色坐标、Ra、R1——R15（特别是R9）、NTSC、光均匀度等参数指标不一样的绚丽的“光彩画”。
1、荧光粉激发光谱范围对光品质的影响LED荧光粉最根本的意义是实现光转换，也就是说把蓝光转换成其他波长的可见光，其转换效率与其激发光谱密切相关。
LED 荧光粉
关于LED荧光粉 一、LED荧光粉概述： LED荧光粉近几年的发展非常迅速，美国GE公司持有多项专利，国内也有一些专利报道。蓝光LED激发的黄色荧光粉基本上能满足目前白光LED产品的要求。但还需要进一步提高效率，降低粒度。最好能制备出直径3~4nm之间的球形的荧光粉。 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。
二、LED荧光粉化学成分及特性：
三、LED荧光粉的应用： 1.实现白光发射 LED灯被誉为第四代光源，其中白光源毫无疑问是需求量最大的，所以LED荧光粉在实现白光发射领域应用最广泛。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：蓝光LED芯片+黄色荧光粉，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。 第二种方法：蓝光LED+绿色荧光粉+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。 第三种方法：紫光LED+三基色荧光粉（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。 2.利用某波段LED发光效率高的优点制备其它波段LED 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。 3.将发光波长有误差的LED重新利用 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。 4.让LED光色更柔和、鲜艳 虽然在LED上最广泛的应用还是在白光领域，但由于其特殊的优点，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，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。
白光LED荧光粉
2
TAG:Ce3+
激发光谱 ：467nm 蓝光， 发射光谱： 536~560 黄光。 主要缺点 ：比较难做亮，它多用于制造低于 5000K的低色温白光
LED。多用于制造低于 5000K的低色温白光 LED。
激发光谱 ：250~420nm 近紫外光，最大激发峰在 335nm 左右
3
BAM:Eu 2+
发射光谱 ：450nm 蓝色荧光。 主要缺点 ：热稳定性差，容易发生色漂移，合成温度较高，荧光粉
稀土离子浓度 Pan 等人观察到 Ce3+的掺杂量在 1%~15%之间增加时，发生红移的现象。 也可以通过掺杂红光发射中心，如 Eu3+，Pr3+，Sm3+等产生红光发射。这些方 法都能有效地改善显色指数。
6
硅酸盐
在荧光粉转换LED的制作上，硅酸盐系列为另一种重要的选择 方向。该材料对紫外、近紫外、蓝光光谱范围具有显著的吸收，并 且在所有黄色荧光体中，硅酸盐系列具有最高的辉度值，输出量子 效率高于90%，并仍有改善的空间；在紫外LED激发时，具有高温度 稳定性（至少120℃以上），可制作各种色温的白光LED；另外，它 的物理和化学性质较稳定，抗氧化、抗潮、不与封装树脂作用。日 本的“21 世纪照明”计划就将这类近紫外激发的荧光材料作为白 光 LED荧光粉的研究重点。
粒径较大。
4
YAG
1996年日本日亚公司首先研制出发黄光 的钇铝石榴石（YAG）荧光粉，化学式为 Y3Al5O12：Ce3+，此荧光粉的激发光谱 450~470nm的蓝光，发射光谱550~560nm 的黄光，色温为4000K~8000K，可制得高亮 度白光LED，具有成本低、效率高的特点， YAG:Ce的主要缺点由于缺少红光成分，制 得的LED显色指数偏低，偏冷白光。
科技成果——白光LED用高效荧光粉制备技术
科技成果——白光LED用高效荧光粉制备技术成果简介
近年来，具有节能、环保、长寿命、无辐射、响应时间短诸多优点集于一体的全固态白光LED照明光源，其应用领域不断扩大，已经从“特殊照明”逐步取代白炽灯和荧光灯，将成为新一代绿色照明光源。
白光LED是利用LED芯片发射的蓝光激发荧光粉发光，然后组合LED发出的光来实现白光，因此，荧光粉是白光LED光源的重要材料之一，对白光LED发光效率和使用寿命起着重要的作用。
我所长期从事高效发光材料的合成与应用研究，特别在稀土三基色荧光粉、稀土长余辉荧光粉、PDP用荧光粉做了大量富有成效的工作并推广生产，获得了良好的经济效益。
近年来，我们对白光LED用荧光粉进行了系统深入研究，开发出不同颜色的白光LED用高效荧光粉的关键制备技术，特别是用蓝光激发下发射黄光的荧光粉的制备技术。
利用该技术制备出的高效荧光粉的性能达到国内先进水平。
主要技术指标
激发波长：430-480nm
发射波长峰值：530-560nm
色坐标：x=0.42±0.03，y=0.54±0.02
粒度：6-12微米
市场前景
近年来，白光LED已在安全照明灯、手电筒、显微镜灯、车灯、
室外照明、室内照明、计算机终端显示器、彩色电视等照明与显示领域大量应用。
随着白光LED市场拓展，半导体照明技术的发展，白光LED将展示出广阔的应用前景和巨大的市场发展潜力。
可以预见，白光LED用荧光粉的市场需求将不断增加。
利用我们的技术生产高效荧光粉，固定资产投资小，生产成本低，产值高，效益好，是一项的有重要经济价值的高技术项目。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
白光LED与荧光粉之特性探讨照明（Lighting）与显示（Display）是现今光电产业中两项极为重要的发展领域，而全球的化石能源日益枯竭，环境污染也日趋严重，能同时符合“节能”与“环保”双重特性的白光LED（Light emittingdiode），其在照明与显示装置的应用潜力，近年来的确受到高度的瞩目及重视。
白光LED因具有节能与环保的双重特性，一般认为会是取代热炽灯与荧光灯的革命性光源；而荧光材料则是照明与显示装置的关键材料，尤其是自从高亮度LED蓬勃发展以来，再度又受到高度的重视。
白光LED具有数种可行的制作方式，其中利用荧光粉所制作的白光LED，因具有制作简单、驱动容易、成本低廉等多项优点，未来于照明与显示等各项应用中，势必将会扮演相当重要的角色。
目前有三种较普遍的方法去制作白光LED，第一种是将红光、绿光、蓝光，三色做混光；第二种是利用紫外光 LED发光然后通过红色、绿色、蓝色的荧光粉，而混合出白光；第三种则是利用蓝光打在黄色荧光粉上，混合出白光。
现今之高亮度LED多数系利用多元磷化物（如InGaAlP等）或氮化物（如InGaN等）等半导体材料制作而成，其发光颜色因受发光机制与材料能隙的限制，故皆属于窄波宽的单色光。
然就照明与显示之应用而言，则多数需要使用白色光源，倘若利用LED来制作白色光源，必需应用光色组合的技术，始能达成获得白光的目的。
目前在白光LED之光色组合的各种可行技术当中，利用单芯片LED（Single-chip LED）结合各类型荧光材料来进行光色转变及混光作用，可谓是一种最便捷、最节省成本的方法，而其中应用无机物荧光粉（Phosphor）所制作的白光LED，一般又称为PC-White-LED （Phosphor- converted white-LED）。
LED（Blue-LED＋Yellow phosphor）而言，有文献资料指出，目前此类白光LED之放射光谱中，蓝光波段部份约占白光总光能的31％，而经由荧光粉转换的黄光则占有白光总光能的69％的比例。
另一方面，若以UV-LED结合荧光粉所制作的白光LED（UV-LED ＋R/G/B phosphors等）而言，来自UV-LED的紫外线乃全部经由荧光粉的转换而形成可见光，故经由荧光粉转换的光能，几乎接近白光总光能的100%。
根据上述分析，可以清楚地了解荧光粉在单芯片白光LED所占有的重要性及地位。
白光LED白光LED最早乃是以蓝光LED搭配“钇铝石榴石”（YAG:Ce3+；Yttrium Aluminum Garnet dopedwith Ce3+ activator）之黄光荧光粉所制成，此类白光LED的推出引起全球的瞩目，也肇始了LED应用的新纪元。
事实上，白光LED除了前述之蓝光LED加上黄光荧光粉的制作方式之外，尚可以蓝光LED加上绿／红光或其它组合之荧光粉，抑或是以UV-LED加上蓝／绿／红光或其它组合之荧光粉而制成。
另外也可以直接应用数个不同光色的LED芯片制作成单体（Single-chip）白光LED，或是直接应用数个不同光色的LED组合而成白光LED模块/数组（LED module or array），虽然其驱动回路较为复杂，相对成本也较高，然在显示背光等方面的表现上，所能获致的色彩饱和度或色域特性颇佳[7]，其与结合荧光粉所制作的白光LED，在应用上具有不同的考虑因素。
荧光粉在LED的应用，除了前述的白光LED之外，对于单一LED 芯片所不能获得的光色如紫红光及“不饱和光”等色域范围内的光色，抑或单一LED芯片之发光效率较差的光色如绿、黄光部份（约520～590 nm波段之部份光色），皆具有应用价值。
至于结合荧光粉所制作的发光二极管，可能的应用包括照明、背光源与指示/装饰等各项特殊用途之上。
至于白光LED在照明与显示背光应用所须考虑的重要特性，包括：发光效能、使用寿命、色温、演色系数与色域/色彩饱和度等，国际上针对上述之重要特性，目前亦正积极地草拟或制定相关的规范与测试标准。
至于白光LED之各项重要的特性及需求条件，分别说明如下。
1、发光效率发光效率乃是光源产品的最重要特性之一。
白光LED或其灯具设备系统的效率，通常以发光效率（Luminous efficacy；Lumens per watt；LPW；lm/W）来说明。
根据美国于2007年9月所公布有关固态光源灯具设备的“能源之星（ENERGY STAR?）”规范，其中A类要求（Near-term applications）系根据不同的灯具设备及应用（如室内或户外）所订定，其发光效能介于20～35 lm∕W之间；而B类要求（Future performance targets）所订定的发光效能则为≧70 lm/W。
2、使用寿命目前LED多数以流明数衰减（Lumen depreciation）的程度来定义使用寿命，通常选择流明数衰减至原来的50％或是70％的时间（分别以L50或L70代表之），来作为LED光源的寿命指标。
针对LED的模块／数组（Module / Array）而言，目前美国能源之星规范订定住家室内应用者之L70为25,000小时、住家户外应用者之L70为≧25,000小时，而所有商用应用者之L70则为≧35,000小时。
另外一项与寿命有关的特性为白光LED的颜色维持率（Color maintenance），美国能源之星目前规定在前述的使用寿命期间内，所有固态光源灯具设备的CIE 1976色度坐标值的变化必需小于0.007。
3、色温色温之定义乃是依据黑体加热，当温度升高至某一程度以上时，其发光颜色会开始逐渐改变，其中各种光色所对应的温度以绝对温度K（Kelvin）来表示即为色温，而此色温曲线一般称为蒲朗克曲线（Plankian locus）。
至于不在蒲朗克曲线上之色度坐标者，通常选择曲线上之最接近的色温来代表，此称为关联色温（Correlated color temperature；CCT），一般可以相关的iso-CCT lines（与蒲朗克曲线相交之各线段）来辅助判定，目前美国能源之星的规范针对所有固态光源之灯具设备（All luminaries），是将2,500K之7,000K的色温范围，在色度坐标系统（如CIE 1931）内沿着蒲朗克曲线，而区分成2,700K、3,000K、3,500K、4,000K、4,500K、5,000K、5,700K与6,500K等八项标准色温（Nominal CCT）之八个四边形区块（Quadrangles）如图4-3-4所示，对于每一个区块顶点的坐标亦有明确的定义，亦即如白光LED等固态光源之色度坐标，皆需落在这八个四边形区块内。
另外一项与色温有关的特性为颜色均允度（Color SpatialUniformity），其中不同视角所呈现的CIE 1976色度坐标值的变化必需小于0.004。
4、演色系数演色性（Color rendition）是照明光源能展现物体颜色之忠实程度的一种能力特性，通常以演色系数（Color rendering index；CRI）作为指标，其测量标准是将标准光源（热炽灯或D65标准光源）照射物体所呈现之颜色定义为100（即100%真实色彩），另外则以测试光源照射物体所呈现之颜色的真实程度的百分比数值（如75；即75%真实色彩），作为此测试光源的演色系数。
演色系数的测量及计算[13]，乃是利用十四种标准颜色之样品（14 selected Munsell samples；）求出每一种标准颜色之演色系数值。
美国能源之星目前有关演色性的规定为对室内使用的所有固态光源灯具设备之演色系数不得小于75（注：原文为CRI，判断应是指Ra值）。
5、色域/色彩饱和度色域系指彩色显示器等所能显示颜色多寡（即如显示器在CIE色度坐标系统上所能显示的颜色范围或领域）的一种特性指标，实用上亦有称为色彩饱和度。
相对于演色性之于照明光源的重要性，色域特性则是显示器展现其色彩能力的重要指标。
实质上，单一白光LED是无法讨论其色域性质，因其单独本身并不具有色域之这项特性指标。
然而，当白光LED应用作为如TFT-LCD等显示器之背光源时，经由彩色滤光膜后会分解成红/绿/蓝（R/G/B）等三原色，各画素再透过这三原色的光量控制而可以展现各项色彩，而其所应用之白光LED 背光源的特性，则会影响此显示器之色彩展现能力。
目前显示器的色域特性，常以NTSC（National Television System Committee）所制定的色域范围作为比较标准，其所制定之三原色的CIE 1931色度坐标（x,y）值分别为：R（0.674,0.326）、G（0.218,0.712）、B（0.140,0.080）。
以目前液晶显示器之最常用的冷阴极管背光源而言，其所能展现色彩的能力仅为NTSC之72％左右，至于应用白光LED作为背光源的液晶显示器，许多厂家号称其显色能力皆已超过100％的NTSC范围。
荧光粉各类型荧光材料之中，目前以“光致发光（Photoluminescence）”荧光材料的应用最为广泛，应用于LED也是此类的材料，即所谓的光转换材料。
通常，无机荧光材料乃是由“主体材料（Host materials）”、“活化剂/发光中心（Activators/Luminescent centers）”及其它“掺杂物”（Dopants）等所组成，其中主体材料多数由硫化物、氧化物、硫氧化物、氮化物与氮氧化物等所构成，而活化剂/发光中心则主要为过渡元素或稀土族元素的离子为主，至于目前常见可应用于LED的荧光材料，如前所述，单芯片型白光LED必需应用荧光材料，始能获得照明所需的白光，而荧光材料攸关单芯片白光LED的发光效率、安定性、演色性、色温、使用寿命等项特性，可谓是单芯片白光LED系统中相当重要的关键材料。
至于LED用荧光粉的重要特性需求包含：（1）适当的激发光谱（2）适当的放射光谱（3）高能量转换效率（4）高安定性等重要项目，而各项特性分别说明如下。
1、激发（Excitation）特性荧光材料在白光LED的应用当中，激发波段与发光颜色的匹配，是最重要的先决条件，目前应用荧光材料所制作的白光LED，其LED 之放射波长多属于近紫外线或紫、蓝光范围，是故荧光材料之适用激发特性为在350～470 nm之波段范围内，可以被UV-LED or Blue-LED 所激发者。
荧光材料之激发特性常以激发光谱（Photoluminescence-excitation spectrum；PLE）来判断，通常也可以用荧光光谱仪（Photoluminescence analyzer）进行量测。
由于目前LED之发光光谱之波形半高宽多介于10～30 nm之间，且其发光波峰有可能会受操作因素（如温度、功率之影响）而有所迁移，故荧光材料所具有之激发波段通常越宽广越佳。