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LED實現(xiàn)白光有多種方式,而開發(fā)較早、已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的方式是在LED芯片上涂敷熒光粉而實現(xiàn)白光發(fā)射。LED采用熒光粉實現(xiàn)白光主要有三種方法,但它們并沒有完全成熟,因此嚴(yán)重地影響白光LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用。下面將具體介紹:
第一種方法是在藍(lán)色LED芯片上涂敷能被藍(lán)光激發(fā)的黃色熒光粉,芯片發(fā)出的藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光互補(bǔ)形成白光。該技術(shù)被日本Nichia公司壟斷,而且這種方案的一個原理性的缺點(diǎn)就是該熒光體中Ce3+離子的發(fā)射光譜不具連續(xù)光譜特性,顯色性較差,難以滿足低色溫照明的要求,同時發(fā)光效率還不夠高,需要通過開發(fā)新型的高效熒光粉來改 善。
第二種方法是藍(lán)色LED芯片上涂覆綠色和紅色熒光粉,通過芯片發(fā)出的藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的綠光和紅光復(fù)合得到白光,顯色性較好。但是,這種方法所用熒光粉有效轉(zhuǎn)換效率較低,尤其是紅色熒光粉的效率需要較大幅度的提高。
第三種方法是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多種顏色的熒光粉,利用該芯片發(fā)射的長波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm -410nm)來激發(fā)熒光粉而實現(xiàn)白光發(fā)射,該方法顯色性更好,但同樣存在和第二種方法相似的問題,且目前轉(zhuǎn)換效率較高的紅色和綠色熒光粉多為硫化物體系,這類熒光粉發(fā)光穩(wěn)定性差、光衰較大,因此開發(fā)高效的、低光衰的白光LED用熒光粉已成為一項迫在眉睫的工作。
采用熒光粉來制作彩色LED有以下優(yōu)點(diǎn):
首先,雖然不使用熒光粉就能制備出紅、黃、綠、藍(lán)、紫等不同顏色的彩色LED,但由于這些不同顏色LED的發(fā)光效率相差很大,采用熒光粉以后,可以利用某些波段LED發(fā)光效率高的優(yōu)點(diǎn)來制備其他波段的LED,以提高該波段的發(fā)光效率。例如有些綠色波段的LED效率較低,中國臺灣廠商利用熒光粉制備出一種效率較高,被其稱為"蘋果綠"的LED用于手機(jī)背光源,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
其次,LED的發(fā)光波長現(xiàn)在還很難精確控制,因而會造成有些波長的LED得不到應(yīng)用而出現(xiàn)浪費(fèi),例如需要制備470nm的LED時,可能制備出來的是從455nm到480nm范圍很寬的LED,發(fā)光波長在兩端的LED只能以較低廉的價格處理掉或者廢棄,而采用熒光粉可以將這些所謂的"廢品"轉(zhuǎn)化成我們所需要的顏色而得到利用。
第三,采用熒光粉以后,有些LED的光色會變得更加柔和或鮮艷,以適應(yīng)不同的應(yīng)用需要。當(dāng)然,熒光粉在LED上廣泛的應(yīng)用還是在白光領(lǐng)域,但由于其特殊的優(yōu)點(diǎn),在彩色LED中也能得到一定的應(yīng)用,但熒光粉在彩色LED上的應(yīng)用還剛剛起步,需要進(jìn)一步進(jìn)行深入的研究和開發(fā).