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白光LED用荧光粉的研究进展 姓名：马艳艳 学号：200910105448 早在1907年，H. J. Round 就在半导体材料中观测到发光现象[1]。直到二十世纪六十年代末，GaAsP红色发光二极管(LED)问世，开创了半导体发光材料与器件研究领域的先河。从20世纪60年代第一只发光二极管问世以来，LED已经走过了近四十年的发展历程[2]。早期所用的发光材料GaAsP只能发红光(λp = 650 nm)，在驱动电流20 mA时，光通量只有千分之几流明，发光效率只有0.1l m/W，只能用来做指示灯。20世纪70年代，随着新型发光材料研究的不断深入，使发光颜色种类不断拓展，LED能够产生绿光(λp = 555 nm)、黄光(λp = 590 nm)和橙光 (λp= 610 nm)，光效提高到1 lm/W，其应用进入显示领域。80年代以后，出现了采用GaAlAs做发光材料的LED，封装技术也逐步提高，红光、黄光LED光效可达10 lm/W。90年代初，发红光、黄光的GaAlInP和发绿光、蓝光的GaInN两种新材料开发成功，使LED光效大幅度提高。1993年日本日亚化学公司率先在蓝色氮化镓LED技术上取得突破[3]，并很快实现了产业化；进而于1996年实现白光发光二极管（White light Emitting Diodes，简称白光LED）[4]，并于1998年推向市场作为照明光源使用，为LED找到了新舞台。人们在GaN基材料体系上成功地制备出纯绿色、蓝色和紫色LED。这一历史性的突破使得LED的波长向短波方向迈进了一大步，由原来的550 nm扩展到380 nm，LED的光谱已经覆盖了整个可见光谱区，从而形成了三基色完备的发光体系，并且蓝色和纯绿色LED的发光效率已经接近红色LED的发光效率，使得LED的应用领域得到了迅速扩展从而使得LED的用途从最早的信号指示逐渐拓宽到普通照明、汽车、个人通讯、设备、LED背光源和照明等领域。 1 白光LED 1.1 白光LED的发展 白光LED作为一种新型全固态照明光源，深受人们的重视。由于其具有众多的优点，广阔的应用前景和潜在的市场，被视为21世纪的绿色照明光源，已经得到各国政府的大力支持并被寄予厚望。有人认为，白光LED的研制成功将像爱迪生发明白炽灯一样，引起照明工业的一场革命，并将带动一大批相关产业的飞速发展。 白光LED照明光源主要优点（或特点）在于： （1）寿命长：白光LED光源的寿命是光源中最长的，可达到 100,000小时。 （2）效率高：目前白光LED的效率是普通白炽灯的2倍。 （3）抗恶劣环境：抗冲击和抗震动性能远优于其它传统光源。 （4）光谱范围宽：白光LED光源的发光谱覆盖整个可见光区。 （5）可视距离远：由于发光二极管的发射光谱半宽度窄，因此可视距离远。 （6）绿色环保无污染：白光 LED 在生产和使用过程中不产生对环境的有害物质，特别是消除了汞对人体和环境的污染。 （7）节能：具有良好的节能效果。 （8）安全：低电压工作，温升低。 （9）显色性好：显色指数大于80。 （10）响应时间短：其响应时间为120 ns，为白炽灯的千分之一。 （11）无频闪，无红外和紫外辐射。 （12）体积小：外型小巧，便于造型设计。 白光LED诸多的优点中最为重要三个的优点是节能、环保和绿色照明。白光LED照明耗电量低，耗电量是同等照明亮度的白炽灯的20%，日光灯的50%。据统计在1998年，全球照明消耗2300亿美元，在发电过程中，产生4.1亿吨CO2气体，美国照明用电消耗630亿美元，占能源的20%，在发电中产生1.12亿吨CO2气体。1997 年京都协议书确定的联合国气候变化纲要公约要求各国承诺在2008-2012 年间，将CO2的排放量减到1990年的95%（美国减到93%，日本减到94%，欧盟减到92%）。因此CO2排放量将成为限制，影响各国能源分配，产业结构，经济发展的重要因素。采用白光LED照明，可以节能，减少发电量，从而减少CO2排放量，防止室温效应；绿色照明的概念源于健康的原因。白光LED用于照明无频闪、无红外和紫外辐射，光色度及无污染等的优点都是白炽灯和日光灯无法达到的。 然而，当前固态白光的研究水平，无论在性能还是在制造成本上均与普通照明光源存在一定差距，为使白光LED进入通用照明市场，还需要科学工作者的进一步努力。人们对白光LED的发展前景制定了2010年光效达到或超过100 lm/w，价格降到1美分/lm，实现普通照明，进入家庭应用。 由于白光LED在照明方面的发展潜力，一些先进国家与地区对LED的发展都制定了国家级的发展计划[5]，日本从1998年开始实施“21世纪光计划”（Th