添加紅色熒光粉對大功率白光LED 光效和顯色指數(shù)的影響

    白光LED是最具吸引力的21世紀綠色照明光源，日亞發(fā)明的制作白光LED的方法即是使用藍光LED激發(fā)黃色熒光粉，這種制備方法非常普及，已被用于工業(yè)化量產(chǎn)。其發(fā)光效率高低主要取決于材料(晶片、熒光粉、膠水)的優(yōu)劣和生產(chǎn)制程的過程控制。

    有研究機構對傳統(tǒng)制備工藝進行了改良，并做了大量的大功率白光LED實驗，用藍光LED激發(fā)黃色熒光粉、紅色熒光粉、及添加適當比例紅色熒光粉的黃色熒光粉混合物，分別產(chǎn)生白光，從而探討黃色熒光粉和紅色熒光粉的放射光譜，以及相應LED的特性。最終證明激發(fā)添加適當比例紅色熒光粉的黃色熒光粉混合物的白光LED，其發(fā)光效率比激發(fā)黃色熒光粉的白光LED要低，但是顯色指數(shù)（CRI）要高。

    可用于TV背光與普通照明的新型紅綠熒光粉技術

    黃色、綠色硅酸鹽熒光粉在455nm以下激發(fā)效率較高；橙色硅酸鹽和紅色氮化物熒光粉在整個藍光波段有較高的激發(fā)效率；YAG熒光粉在以460nm為中心波長的光譜范圍內(nèi)激發(fā)效率較高。

    電視背光對LED光源的要求主要包括以下幾個方面：中等功率，冷白光，高顯色性，良好的熱穩(wěn)定性，長期工作可靠性。針對上述要求電視背光可采用的熒光粉包括：

    1、綠色熒光粉，包括硅酸鹽熒光粉、β-SiAlON、鋁酸鹽綠色熒光粉、YAG等，性能各有優(yōu)劣。其中硅酸鹽綠色熒光粉激發(fā)效率高，但熱穩(wěn)定性能差且易吸潮；β-SiAlON熱穩(wěn)定性能優(yōu)良，但激發(fā)效率不高且價格昂貴；鋁酸鹽綠色熒光粉激發(fā)效率高、熱穩(wěn)定性能優(yōu)良、長期工作可靠性好。

    2、紅色熒光粉主要采用氮化物紅色熒光粉，熱穩(wěn)定性能優(yōu)良，激發(fā)效率得到進一步提升，但價格相對較高。

    普通照明對LED光源的要求主要包括以下幾個方面：高功率，暖白光，高顯色性，良好的熱穩(wěn)定性，長期工作可靠性。針對上述要求普通照明可采用的熒光粉包括：

    1、YAG熒光粉是最佳的黃色熒光粉，熱穩(wěn)定性能好，壽命長，但缺少綠光段導致顯色指數(shù)較低。

    2、硅酸鹽熒光粉可以提供混合綠色、黃色、橙色熒光粉以提高顯色指數(shù)，但硅酸鹽熒光粉的缺點在于熱穩(wěn)定性能差且易吸潮。

    3、鋁酸鹽綠色熒光粉熱穩(wěn)定性能好，壽命長，黃綠波段轉換效率高，可以實現(xiàn)高顯色指數(shù)。

    4、氮化物紅色熒光粉與黃色、綠色熒光粉混合可以實現(xiàn)高顯色性暖白光，熱穩(wěn)定性能好，壽命長。

    鋁酸鹽綠色熒光粉峰值波長515nm-540nm，典型顆粒度10-17um，與硅酸鹽綠色熒光粉和β-SiAlON相比，波譜更寬；與YAG熒光粉相比熱穩(wěn)定性能更佳。

    氮化物紅色熒光粉CaAlSi(NA)3: Eu2+，波長范圍620nm-670nm，630nm系列紅色熒光粉可用于實現(xiàn)顯色指數(shù)80的暖白光LED，650nm系列紅色熒光粉可用于實現(xiàn)顯色指數(shù)90的暖白光LED及高NTSC電視背光源。

    將Beta-SiAlON綠色熒光粉、硅酸鹽綠色熒光粉、新型鋁酸鹽綠光熒光粉，分別與氮化物紅色熒光粉R650組合用于液晶電視背光源，并對其溫度特性進行對比。結果顯示，鋁酸鹽綠光熒光粉與氮化物紅光熒光粉R630組合可實現(xiàn)用于普通照明的暖白光LED。YAG、OG450、硅酸鹽黃光熒光粉等熒光粉可實現(xiàn)用于普通照明的冷白光LED。

    伴隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人口規(guī)模的迅速膨脹，致使能源的消耗量不斷增大，城市的發(fā)展緊跟著“高能耗”，能源的供需矛盾日益突出，能源短缺將嚴重阻礙城市未來的發(fā)展。半導體照明光源是一個具有巨大市場發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)。隨著技術的進步。半導體照明光源的應用領域將迅速擴大。在未來的5-10年，它將成為照明產(chǎn)業(yè)的主力軍。它將改變?nèi)藗儗φ彰鞯恼J識。發(fā)展個性化照明理念，無疑是照明領域的一次革命。同時。我們必須科學分析、冷靜面對半導體照明帶來的歷史機遇，制訂科學的發(fā)展規(guī)劃，使得半導體照明得到健康的發(fā)展。