白光LED用荧光粉的技术发展状况如何?
白光LED用黄色荧光粉业界比较熟悉的是(Y1-x,Gdx)3(Al1-y.Gay)5O12:Ce(简写YAG:Ce),它能够有效被440~480nm蓝光LED芯片有效激发,荧光粉发出的黄光与芯片发出的蓝光互补形成白光。目前国内做白光LED封装的企业有很多,源磊科技就是其中一家,但是源磊科技也数其中最为特殊的一家,源磊科技只做白光,而且只做照明用有要求的白光,向中高端照明领域的企业!
YAG荧光粉之所以受到业界广泛使用,一方面,YAG荧光粉的发射光谱相当宽广,对波长的误差容忍度相对较大,让封装者在制造白光LED时,藉此可以提高产品良率而降低成本。另一方面,此类荧光粉也是市面上最容易取得且效率较好的白光LED用黄色荧光粉。但是,YAG也有在生产过程中还是有一些不容易解决的问题,例如,需要高温还原气氛下进行反应合成、粒径大小不易控制、作为激活剂的稀土材料价格较高、无法配出暖色系等。除此以外,以铈离子作为激活剂的石榴石荧光粉在耐温特性上表现不好,有实验证实,温度每升高100℃,其发光强度下降约30%。因此,应用在高功率LED产品中,若散热解决不好,使用此类荧光粉对产品整体效率有较大影响。除了YAG黄色荧光粉,近年来成功开发的白光LED用黄色荧光粉还有硅酸盐体系和硅基氮氧化物荧光粉,这个领域有相当多的业者投入。
白光LED用红色荧光粉一直以来受限于碱土金属硫化物荧光粉的化学稳定性差,热稳定性差,光衰大等弱点,严重影响白光LED产品的质量。近年来主要开发的新型红色荧光粉有硅酸盐、铝酸盐、钨钼酸盐、氮(氧)化物等荧光粉,它们在化学稳定性方面能够得到满足,但硅酸盐、铝酸盐红色荧光粉的发光效率偏低,钨钼酸盐的激发与发射峰较窄,对芯片要求较高。新型硅基氮(氧)化物荧光粉在热稳定性、化学稳定性及发光效率方面表现出优异的性能,且激发范围宽,适用于蓝光、紫光或紫外激发,打破了白光LED用红色荧光粉长期以来的沉寂和瓶颈,受到科学界和产业界极大关注。代表性的有MxSiyNz:Eu(M:Ca,Sr,Ba;z=2/3x+4/3y)和CaAlSiN3:Eu,均可被紫外、紫光或蓝光LED有效激发,改变碱土金属M的种类和稀土激活剂Eu的比例可调整发射峰的位置。然而氮(氧)化物荧光粉的合成需要气氛条件下高温高压热处理的苛刻条件,目前市面销售不多,价格昂贵,这也极大地制约了该系列荧光粉的应用。
白光LED绿色荧光粉是三基色荧光粉的重要组成部分,其研制的一个重要市场动力是绿光LED芯片的发光效率较低,因而采用LED芯片与绿色荧光粉封装得到绿光,其效率较绿色LED芯片的要高。
以上红、黄、绿三色荧光粉中,硅基氮(氧)化物的结构多样性决定其具有较多的发光颜色,近乎覆盖全可见光区域,其研究关注度较高,国内一些厂商在红色、绿色、黄色氮(氧)化物荧光粉研制上有报道,但制备过程需要高温、高压的苛刻条件。目前此类基质的荧光粉发光机理、量产制备工艺及其量产需要的耐高温、高压的气氛炉值得也亟需加快研究。
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