白光LED固态照明光转换荧光体
led灯结构原理、用途介绍、具体-照明科技
led灯结构原理、用途介绍、具体照明科技目录1结构原理2用途介绍3具体特点4色温颜色5发展历史6应用介绍结构原理LED结构以及发光原理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，使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。
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。
最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。
以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。
经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。
而在新设计的灯中，Lumileds 公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效。
汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。
对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。
1998年发白光的LED开发成功。
这种LED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，峰值550nm。
蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。
LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。
LED种类及英文翻译
LED种类及英文翻译LED是一种发光二极管（Light Emitting Diode）的简称，它是一种能够将电能转换为光能的固态发光装置。
由于其能耗低、寿命长、颜色鲜艳、体积小等优点，LED在照明、显示、通信等领域得到了广泛应用。
下面将介绍一些常见的LED种类及其英文翻译。
1. 蓝色LED（Blue LED）蓝色LED是一种利用镓化合物与氮化镓材料制成的发光二极管，其发射蓝光的波长通常在450纳米左右。
2. 绿色LED（Green LED）绿色LED是基于磷化镓材料制成的发光二极管，其发射绿光的波长通常在520纳米左右。
3. 红色LED（Red LED）红色LED是利用化合物半导体材料制成的发光二极管，其发射红光的波长通常在620-630纳米之间。
4. 黄色LED（Yellow LED）黄色LED是通过掺杂化合物半导体材料制成的发光二极管，其发射黄光的波长通常在580纳米左右。
5. 橙色LED（Orange LED）橙色LED是一种发射橙光的发光二极管，其波长介于红光和黄光之间。
6. 紫色LED（Purple LED）紫色LED是通过掺杂化合物半导体材料制成的发光二极管，其发射紫光的波长通常在380-420纳米之间。
7. 白色LED（White LED）白色LED是一种通过使用荧光材料或混合红、绿、蓝三种发光二极管的光源，以实现白光发射。
8. 红外线LED（Infrared LED）红外线LED是一种发射红外线光的发光二极管，其波长通常大于700纳米。
9. 紫外线LED（Ultraviolet LED）紫外线LED是一种发射紫外线光的发光二极管，其波长通常小于400纳米。
10.RGBLEDRGBLED是一种由红、绿、蓝三种颜色的发光二极管组合而成的，通过控制各个LED的开关，可以通过光的混合达到所需的颜色。
11. 定向LED（Directional LED）定向LED是一种能够将光束集中在特定方向的LED，例如高亮度发光二极管（High-brightness LED）和高功率发光二极管（High-power LED）。
LED灯发光原理及发展简史
一、LED结构以及发光原理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，即发光二极管。
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，使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。
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。
最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。
以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。
经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。
而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效。
汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。
对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。
1998年发白光的LED开发成功。
这种LED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，峰值550nm。
蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。
LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。
现在，对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白光。
LED简介
LED目录LED概述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，使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。
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历史50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。
LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，即固体封装，所以能起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。
发光二极管的核心部分是由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P-N结。
在某些半导体材料的PN结中，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，从而把电能直接转换为光能。
PN结施加反向电压时，少数载流子难以注入，故不发光。
这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。
当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。
以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命、低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。
LED节能灯的工作原理及原理图
LED节能灯的工作原理及原理图LED节能灯是一种高效、节能的照明设备，它采用了LED（发光二极管）作为光源。
LED节能灯相比传统的白炽灯和荧光灯具有更长的寿命、更低的能耗和更高的亮度。
下面将详细介绍LED节能灯的工作原理及原理图。
一、工作原理1. LED的发光原理LED是一种电子器件，它通过半导体材料的正向电流注入，使得电子与空穴结合，产生能量释放出光。
LED的发光原理是基于固态物理学中的半导体PN结的特性。
当外加正向电压时，电子从N区向P区注入，而空穴从P区向N区注入。
当电子与空穴结合时，能量被释放出来，产生光。
2. LED节能灯的工作原理LED节能灯利用LED的发光原理来实现照明。
LED节能灯通常由多个LED芯片组成，这些芯片被连接在一起，形成一个电路。
LED节能灯的工作原理可以分为以下几个步骤：（1）电源供电：LED节能灯通过电源供电，将交流电转换为直流电，以满足LED的工作电压要求。
（2）电流调节：LED节能灯通过电流调节电路来控制LED的亮度和稳定性。
电流调节电路可以根据LED的特性，调整电流的大小，以达到最佳的发光效果。
（3）LED芯片发光：LED节能灯中的LED芯片在接收到适当的电流后开始发光。
LED芯片的发光颜色可以通过不同的半导体材料和掺杂剂来控制。
（4）散热设计：LED节能灯在工作时会产生热量，为了保证LED的寿命和稳定性，需要进行散热设计。
散热设计可以通过散热片、散热器等方式来提高LED的散热效果。
二、原理图LED节能灯的原理图如下所示：[原理图]在原理图中，可以看到LED节能灯的主要组成部分，包括电源、电流调节电路、LED芯片和散热装置。
1. 电源：电源是为LED节能灯提供电能的装置，它将交流电转换为直流电，并提供适当的电压和电流给LED芯片。
2. 电流调节电路：电流调节电路通过控制电流的大小来调节LED的亮度和稳定性。
它可以根据LED的特性，调整电流的大小，以达到最佳的发光效果。
什么是LED
什么是LED？LED是Light Emitting Diode，的英文单词缩写，简称发光二极管，是一种能够将电能转化可见光的半导体器件，她可以直接把电转化成光；一般情况下，LED，即发光二极管主要由支架、银胶、金线、环氧树脂五种物料所组成。
它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。
据有关资料分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、低辐射与低功耗。
LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。
LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附着在一个支架上，是负极，另一端连接电脑的正极，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与这个晶片的时候，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。
随着全球LED的发展趋势，LED目前主要应用于一下几大方面，（1）显示屏、交通讯号显示光源的应用LED灯具有抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长等特点，广泛应用与各种室内、户外显示屏，分为全色、双色和单色显示屏。
（2）汽车工业上的应用汽车用灯包含汽车内部的仪表板、音箱指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯以及头灯等。
（3）应用在手表、手机、BP机、电子计算器和刷卡机上，具有寿命长、发光效率高、无干扰和性价比高等热点。
（4）应用于LED照明光源。
主要体现在LED光源替代白织灯和荧光灯。
（5）家居室内照明产品，如LED筒灯，LED天花灯，LED目光灯等等，同时，LED 光纤灯已经悄悄地进入家居照明。
LED照明颜色LED照明即是发光二极管照明，是一种半导体固体发光器件。
它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
白光LED的进展及应用
白光LED的进展及应用Ⅰ、引言LED 就是常说的发光二极管，现在其中文名称似已被弃，几乎人人都称之为LED 了。
LED 及与之相应的固态照明（SSL）脍炙人口，已有时日，蓝、绿、红三色LED 之用于大屏幕彩色显示及交通讯号指示已有20 多年历史并取得了极大成功。
近10 年来LED 在汽车尾灯以及其他几乎所有信号指示方面都取得了辉煌的几乎是垄断性进展。
在彩色LED 发展的基础上白光LED 受到了很大的重视，SSL 是在白光LED 的基础上发展的，白光LED 已被誉为21 世纪新光源。
在LED 特别是白光LED 的发展过程中其理论的或估计的发光效率和超常寿命令人神往，而美好的节能环保照明前景不仅使专家们如醉如痴地执着探求，并引起了政府的重视和支持。
目前发达国家的照明用电占发电总量的约13~14%，所耗费的能源及产生产的温室气体排放和其他污染是极为可观的，如能在绿色照明方面有所进展，对节能减排将会产生巨大成效。
上世纪90 年代中叶白光LED 崭露头角的初期，日本政府率先大力资助研究部门和工业界研发白光LED 及照明，他们对此是极为敏感、明智而果断的，因为日本国小民稠工业发达，资源贫乏。
即使是国民经济总产值和资源消耗均为世界第一的美国也继之采取了政府行为，对SSL 给予大力的政策和财政支持，可见目前的巨大能源消耗和环保支出已使得如此富有的美国也难以承受。
随后欧美各国和我国都纷纷警觉并给予SSL 以大力支持包括财政支持。
专家们和工业界的努力加上政府的支持，在上世纪90 年代末期白光LED 的研发进入高峰，并确实取得了不少成绩，但同时把SSL 看成是一种商机的各色人等则乘机炒作，使之变得十分狂热，什么21 世纪初LED 必将大比例全面取代白炽灯、节能灯及其他常规照明光源。
2006 年的全国电光源会议上某海归博士“LED专家”声称“2010年LED 必将全面取代紧凑型荧光灯……”，他。
白光LED用(CaO-CaCl2-SiO2)：Eu 2+的合成及光谱特性研究
（９ ９９ ） ９ ． ９ 。将上 述 反应 原料 按 摩尔 比 ４：ｌ １： ＿ ２依
次 称 量 ， 量 １ 的 Ｃ Ｃ 。・ Ｈ Ｏ作 助熔 剂 。反应 原 过 Ｏ ａ１ ２ 料 研 混 均 匀 ， 入 刚 玉 坩 埚 压 实 ， 在 ５０ 装 先 ０ ℃下 预 烧 ２ 后用 炭 粉还 原 ， ｈ， 反应 温 度 分别 为 ９ ０和 １ ０ ℃ ， ０ １ ０ 反
Ｌ Ｄ光转 换 材料 的新 体 系不 断 涌 现 ， 料 发 光 性 能 也 Ｅ 材 不 断改 进口 ］ 白光 Ｌ Ｄ光 转换 材 料 的稀 土 离子 激 活 。 Ｅ 剂 主要 采 用可 产生 ｆ ＿ ｄ跃 迁 的 Ｅ 抖 和 Ｃ 计 ， 者 在 合 ｕ ｅ 二 适 的基 质体 系 中产 生 蓝 色 、 色 、 色 、 色甚 至 红 色 绿 黄 橙
２ 实 验
２ １ 材 料 合 成 ．
谱 对材料 的结 构和 光谱 特 性进 行 了研 究。在 近 紫外 光
（５ ３ ０～ ４ ０ ｍ）激 发 下 ， ０ ２ｎ ９ ０℃ 下 合 成 的 （ ａ Ｃａ ２ Ｃ Ｏ— Ｃｌ 一
采用 高 温 固相 反应 合成 材料 。所设 计 的荧 光 粉基 质 化 学 组 成 为 “ ａＳ Ｃ 。 ， 里 将 其 记 为 （ ａ Ｃ ｉ ０。 １” 这 Ｃ Ｏ－
Ｃ Ｃ ＳＯ ） ａ ｌ ｉ 。所 用 试 剂 为 Ｃ （ 一 ａ ｏＨ）（ 析 纯 ， Ｒ ） 分 Ａ． ． 、
Ｃａ ２ ・ ２ Ｏ （Ａ． Ｒ． 、Ｓ Ｏ２（ Ｃ１ Ｈ２ ） ｉ Ａ． Ｒ． ）和 Ｅｕ Ｏ。 ２
ＳＯ ）： ｕ 可 有 效 发 射 出峰 值 波 长 位 于 ５ ０ ｍ 的 绿 ｉ Ｅ １ｎ
孙剑锋 等 ： 白光 Ｌ Ｄ 用 （ ａＹＣ Ｃ ｚＳＯｚ Ｅ Ｃ （ ａ １ ｉ ）：Ｅ 的合 成 及 光Ｄ 用 （ Ｏ— ａ ２ＳＯ２ Ｅｕ＋的合 成 及 光 谱 特 性 研 究 Ｅ Ｃａ Ｇ Ｇ１ ｉ ）： ２ －
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的吸收范围 。又如用 La2 O2 S∶ Eu取代 Y2 O2 S∶ Eu, 前者 CTB 的最强位置 27. 5 × 10 cm
3 - 1 3 - 1
, 而后者为
第 28 卷 第 3期
2007 年 6 月
发 光 学 报
CH I N ESE JOURNAL O F LUM I N ESCENCE
Vol128
No13
Jun. , 2007
/文章编号 : 1000 27032 ( 2007 ) 03 20291 2011
白光 L ED 固态照明光转换荧光体
Eu 和 Ce 离子是极重要的稀土激活剂 。
2+ 3+
成熟的 NUV LED 发射光谱谱峰一般大约位于
390 ～410 nm 范围 。因此 , 在选用荧光体时应特
别注意 。 第二 、 荧光体应具有优良的温度猝灭特性 。 众所周知 , 随着 LED 的正向电流 IF 的增加 , LED 的功耗增大 , pn结温升高 ,可达到 120 ℃ 或更高 。
的突破
[1]
为白光 LED 的出现奠定了基础 。白光
3+
LED 最早是由日本日亚公司研发 。该技术的核
心是由 GaN 蓝光 LED 芯片涂覆 Ce 激活的稀土 石榴石 ( YGd ) 3 A l5 O12 ∶ Ce (简称 YAG ∶ Ce ) 黄色荧 光体组成 。这种白光 LED 是一种新型固态照明 ( Solid State L ighting,简称 SSL ) 电光源 , 其原理和 结构不同于以往的白炽灯 、 荧光灯等真空电光源 。
3+
3+
, Sm
3+
(L n , B i) VO4 ∶ Eu 红色荧光体 , 扩展在长波 UV 区
基于相同原理 , Pr 在光谱区有几组 4f2 4f能 级跃迁 ,可被蓝光激发 , 产生 D2 → H4 跃迁 , 发射 大约 610 nm 锐 谱线 红光 。这 就是 InGaN 蓝 光
LED 芯片与 YAG ∶ Ce, Pr 荧光体组合设计白 光 LED 光色的原理 。增加光谱中红成分 , 提高 LED
特性和参数 。所以 ,发展白光 LED 用的先进发光 材料具有重要意义 。当前人们非常关注如何研发 白光 LED SSL 光源用的荧光体 , 也希望更多地了 解白光 LED 对荧光体有怎样的特殊要求 。 本文从发光学及其材料科学出发 , 总结白光
LED 对光转换荧光体的特殊要求 , 提出研发白光 LED 用荧光体的几种方案和原则及它们的优缺
,这里作进一步论述 。
第 3期
刘行仁 : 白光 LED 固态照明光转换荧光体
293
工艺复杂 ,且条件相当苛刻 。
21 利用某些三价稀土离子恰好在 NUV 区和
蓝光谱区有几组强吸收的 4f2 4f 能级 , 吸收 LED 的 NUV 光和蓝光后 , 产生特征的可见光 , 特别是 红光 ,橙光发射 。
长、 无污染 , 具有重大的应用价值和前景 , 已深深 地引起了许多国家政府及科技界和产业界的重视 并制定发展规划 , 注 入重 金发 展
[2]
。因为白 光
LED 的发展涉及大家关注的节能战略问题 , 以及
巨大的商业价值 , 因此我国将大力推动 SSL 的 发展 。 当今 SSL 的主流方案是荧光体光转换白光
[5]
这一方案的优点是激活剂 Eu 和 Ce 离子 的激发 (吸收 ) 光谱很宽 , 能理想地覆盖蓝光和
NUV 光 LED 的发射光谱 , 使 LED 发射能量充分
地被荧光体吸收激发 ,发射所需要的可见光 ,光能 转换效率高 。但是 , 研制这类新型高效荧光体存 在相当大的难度 , 特别是氮化物及氮氧化物合成
[ 8 ～10 ]
第四 、 荧光体的颗粒应适中 、 分散性良好 。颗 粒大 、 团聚 、 会使点胶针孔堵塞 。荧光体过细 , 光 效将下降 。
3 研发白光 LED 用荧光体几种方案
证实了这一方案和原理 。
2+ 3+
和原则
自 2000 年以来 , 白光 LED 用的新型高效荧 光体 ,特别是发射黄 2 红 光荧光体深受人们的关 注 。如何研发这类特殊的荧光体 , 我们曾提出几 种方案和原则
3+ 3+ 3+ 6 4 5 7
3+
图 2 荧光体的电荷转移带 CTB 红移和 NUV LED 的发射 光谱
Fig . 2 CTB red shift of phosphors and em ission spectrum of NUV LED 1
宽 。这是近年来 ,为研发白光 LED 用 Eu 激活的钨钼酸盐红色荧光体的依据 。
LED 芯片和封装树脂以及采用器件散热等措施
, Ce 的 5d 电子
3+
组态的能级劈裂 。氟化物是离子性强化合物 , 5d 态能级重心的能量位置高 ,且电子云扩展效应弱 。
极为重要 。 第三 、 荧光体的物理化学性能稳定 、 抗潮 , 不 与封装材料 、 半导体芯片 、 金属引线等发生作用 。 大多数荧光体符合此要求 。用作白光 LED 中的 碱土金属硫化物荧光体是一类高效红材料 , 但其 物化性 能 很 不 稳 定 , 易 潮 解 , 产 生 腐 蚀 性 强 的
SSL 光源有许多优点 , 特别是光效高 、 节能 、 寿命
点 。此外结合我们的工作 , 系统地阐述在稀土石 榴石体 系 , 氯 硅 酸 钙 体 系 及 某 些 钨 钼 酸 盐 中
Ce 、 Pr 、 Tb 、 Eu 、 Eu 及 M n 离子的发光
3+ 3+ 3+ 3+ 2+ 2+
特性和能量传递 , 以及由光转换荧光体和 InGaN 蓝光芯片组合制取的全色温高显色性白光 LED 的光电性能 。以期推动新型高效荧光体的研发及 白光 LED 水平的提高 。
刘行仁
(中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 , 吉林 长春 130033)
摘要 : 报道了当前热点固态照明白光 LED 对所用光转换荧光体的特殊要求 ,从发光学和晶场理论出发 ,提出
研发白光 LED 用荧光体的几种方案和原则 。依据多年成果 ,特别阐述在稀土铝镓石榴石体系 ,氯硅酸钙及某
3+ 3+ 3+ 2+ 2+ 2+ 些钨钼酸盐中 , Ce3 + 、 Pr 、 Tb 、 Eu 、 Eu 及 M n 离子的发光特性 ,能量传递 , Eu 的特征“ 阶梯状 ” 光谱以
LED
[3]
2 白光 LED 对光转换荧光体的要求
白光 LED 对荧光体的要求与其他用途 , 如荧 光灯 、 PDP显示器 、 CRT等的要求有重大的区别 。 首先 ,白光 LED 荧光体能被近紫外 (NUV )光子或 蓝光光子有效激发 ,高效地发射所需要的可见光 。 换言之 ,荧光体的激发 (吸收 )光谱应与 LED 芯片
2+ 2+ 3+ 2+
。而荧光体一般涂覆在芯片的表面及其周
边 ,与芯片紧密接触 。由于热传导和很小的密闭 空间致使荧光体的温度也可达到 100 ℃, 甚至更 高温度 。在这样高温下 , 一方面荧光体的发光产 生温度猝灭 , 发生效率下降 ; 另一方面 , 蓝光芯片 的明视光效下降 , 将导致荧光体的明视光效更大 程度地下降 。这些结果导致 LED 器件流明效率 降低 ,光衰严重 ,寿命变短 ,封装材料劣化 。因此 , 选用猝灭温度特性优良的荧光体 , 热稳定性佳的
1 W 以上大功率 LED 工作时 , 器件的温升更高 。
它们的 5d能级的晶场劈裂在很大程度上受最近 邻阴离子配位基控制 ,它们的 5d 能级重心移动与 阴离子极化率 , 共价性 , 电负性 , 配位阴离子等密 切相关
[ 6, 7 ]
。在各类无机化合物中 , 硫硒化物 , 氮
3+
蓝光 LED 随 IF 增加 , 温度升高 , 将导致器件的光 功率或光效下降 , 包括发射光谱和发射峰发生移 动 ,以及光谱半峰全宽和色品坐标等特性发生变 化
H2 S。使用不当时 , 与 LED 中的金属引线 , 反射
图 1 4f5d电子组态的能级位置 ( E )与晶场强度 (Δ)的关系
Fig . 1 The energy levels ( E ) of the 4f5d configuration as a function of crystal field (Δ) 1
LED 色温变化幅度及稳定性 。
关 键 词 : 荧光体 ; 白光发光二极管 ; 发光 ; 固态照明 ; 稀土激活剂 中图分类号 : O482; O482. 31 PACC : 7855 文献标识码 : A
1 引 言
1993 年 GaN 蓝光发光二极管 ( LED ) 技术上
3+ 7 5 7 5 Eu 的 F0 → L6, 7 (NUV ) ,甚至 F0 → D2 (蓝 )
跃迁具有强的吸收和高效激发 ,而 Eu 离子又位 于晶体中非对称中心格位上 , 主要产生 D0 → F2 受迫电偶极跃迁 , 发射色纯度高的红色荧光 。而
Sm 的 H15 /2 → L13 /2能级吸收跃迁也发生在 410 nm 附 近 , 被 激 发 后 产 生 橙 红 光 发 射 。 Eu 和 Sm 共激活的荧光体 , 其目的使激发光谱范围增
碗 ,甚至芯片产生慢性腐蚀作用和中毒现象 ,致使
LED 器件性能严重受损和毁坏 。
因此 , 我们认为应该注重集中在 Eu
2+
, Ce
3+
激活的氮化物 , 氮氧化物 , 某些碱土金属硅酸盐 , 铝酸盐以及性能稳定的含硫化合物等体系中研发 白光 LED 用新的高效荧光体 。最新研发的发射 绿2 黄2 红光的氮化物 , 氮氧化物及碱土硅酸盐新 荧光体