②紫光或紫外光LED芯片上涂敷红、绿、蓝三基色荧光粉;
原理是:紫光或紫外光可发射出370nm-380nm的紫外光长波或380nm-410nm的紫光长波,这两种波能激发荧光粉发射出红光、绿光、蓝光,从而得到白光;相比于第一种方法,该方法的显色度更高且发光效率更优良,但目前只有硫化物体系的红色和绿色荧光粉的光转换效率较高,这类荧光粉存在通病---发光稳定性较差、光衰较大,导致使用寿命较短、输出的白光质量整体降低;
③LED芯片涂敷单一基质荧光材料;
原理是利用合适的激发波长激发单一基质荧光粉,使单一的基质材料同时在可见光区域发射红、绿、蓝三种颜色的光,混合获得白光;此种方法制备相对难度大,因为需要该基质材料同时发射三种颜色的光,必须选好掺杂的发光离子的种类及调配浓度比例。但此方法获得的白光显色指数高、寿命长、物理及化学性能稳定,适合大批量生产用于生活及工业中,因此单一的基质荧光材料也将成为未来获得白光LED的发展趋势。
3 白光LED的技术现状
1996年日本日亚公司首先采用InGaN蓝光芯片激发YAG(钇铝石榴石)荧光粉的方法制成白光LED。目前,白光LED的制作方法通常是用高效InGaN/GaN基蓝色LED发出蓝光激发YAG:Ce稀土荧光粉,YAG被激发而发出黄光与剩余蓝光混合形成白光,但是这种商用荧光粉还存在发光效率不高、缺乏红色发光成分造成的显色指数低和由于烧结温度高造成产品粒度及粒度分布不均匀等缺陷。针对商用YAG:Ce稀土荧光粉光效率不高、显色指数偏低的问题,Setlur等在2006年报道了一种具有石榴石结构的新型红色荧光粉,并改善了石榴石结构荧光粉的发光效率、使其显色指数得到了提高;然而,由于此类荧光粉的物相结构比较复杂,在制备过程中物相控制比较困难,容易出现杂相。
据了解,现在行业内被公认产生白光效率最佳的组合仍然是日亚化学所研发的,日亚化学在白光LED中全球市场份额超过30%。而中国绝对大多数荧光粉依靠进口产品,因为日本日亚公司已将蓝光芯片+YAG荧光粉申请为专利。从2010年起,液晶电视中配备LED背光源的机型迅速上升,这种机型要求高度色彩表现性,也就是需要采用红色及绿色荧光粉的白光LED。而三菱化学目前是在用于白光LED的红色荧光粉市场方面的NO.1。在绿色荧光方面,到2009年为止,也占了约40%的份额。
目前世界各国和大公司都在进行长期的规划,深入开发稀土离子荧光粉技术。日本2010年的所要达到的预估光效值为120lm/W,美国2012年的目标是150lm/W[3]。我国科研项目机构也在为此技术的发展做出规划和实施,成功地在2008年的北京奥运会上真正广泛的将白光LED用稀土荧光粉发光照明技术变为现实。在大公司中,日亚化学和美国通用电气(GE)公司申请了多项发明专利。韩国、中国台湾、中国香港及中国大陆的很多研究机构和商业公司也都在进行此项技术的研发。相信白光LED技术的发展一定会越来越蓬勃,成为照明领域的一个重要突破!
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