白光LED荧光粉的特性、发展和应用
近年来能源紧缺，地球暖化，威胁人类安全，哥本哈根会议未能达成实质协议。低碳经济成为时尚的号角，具有节能环保特点的LED成为低碳经济产业的新宠。提高白光LED的发光效率，成为LED产业中芯片制造者和荧光粉工程师最为紧迫的任务。
本文从荧光粉的性质、白光LED荧光粉的发展到LED荧光粉的应用阐述自己的认识，与广大读者交流。
荧光粉的特性
1. 定义
荧光粉是在一定激发条件下能发光的无机粉末材料，这些材料应是粉末晶体。在人类文明史中荧光粉起着至关重要的作用，特别是在信息时代的今天，荧光粉已成为人们日常生活中不可或缺的材料，它广泛应用于货币的防伪标识，手机、电脑显示器，彩色电视荧光屏，医院胸透设备、机场安检、消防指示牌，车灯，道路照明、室内照明，在工业、农业、医疗、国防、建筑、通讯、航天、高能物理等诸多领域有着广泛的用途。
2. 荧光粉的分类有多种方法
(1)按照激发的方式可分为：
(2)按激发光的波长的分类如表1所示。
表1 光波长的划分
(3)按照基质材料分类情况及代表性材料如下：
硫化物：CaS∶Eu2+，SrS∶Eu2+，CaSrS∶Eu2+，Dy2+，Er3+红色荧光粉;
氧化物：Y2O3∶Eu2+，Lu2O3：Eu3+(Lu=Y，Gd，La);
硫氧化物：Y2O2S∶Eu3+;
氮化物：BaSi7N10;
氮氧化物：SrSi2O2N2∶Yb2+;
CaSi9Al3ON15∶Yb
硅酸盐： CaAlSiN3∶Eu2+;
BaSrSiO4∶Eu2+;
磷酸盐：Sr2P2O7∶Eu2+，Mn2+;
铝酸盐： Y3Al5O12∶Ce3+;
Tb3Al5O12∶Ce3+;
还有钼酸盐等。
(4)按制备方法可分为：
高温固相反应法，溶胶-凝胶法，固液相结合法，燃烧法，微波法，喷雾合成法，电弧法，水热合成法等。
3、荧光粉的性质
荧光粉的性质，也叫一次特性，主要包括以下几种：
相对亮度
在规定的激发条件下，荧光粉试样与参比荧光粉的亮度之比。
激发光谱
指荧光粉在不同波长光的激发下，其发光谱线和谱带的强度或者发光效率与激发光波长的关系，如450nm或者457~462nm，465~470nm蓝光激发光谱。激发光谱不同，发光效率迥然不同。
发射光谱
指荧光粉在某一特定激发波长光的激发下，所发射的不同波长光的强度或者能量分布，以发射光的能量分布来作图称为光谱能量分布图。发射光谱中强度最大的波长称为主峰。吸收光谱
荧光粉的吸收系数Kλ随入射光波长的变化叫做吸收光谱，吸收光谱决定于荧光粉的基质，也与激活剂和掺杂材料有关。
漫反射光谱
光线投射到粗糙表面时，它向各方向反射称为漫反射。漫反射随入射波长而变化的图谱称为漫反射光谱。
外量子效率
荧光粉在一定波长的光激发下，发射的荧光光子数与激发光的光子数之比。当一束光照射到荧光粉时，一部分被反射、散射，一部分透射，其他的被吸收。只有被吸收的这部分光才能对荧光粉的`发光起作用，但不是所有被吸收的各种波长光都能对发光有贡献。荧光粉对光的吸收遵循下述规律。
其中I0(λ)是波长为λ的入射光的原始光强，I(λ)是通过厚度为x的荧光粉后的光强，Ki是不随光强但随波长而变化的一个系数，称为吸收系数。
中心粒径
粒径的体积累积分布中对应于50%的荧光粉的粒径，单位是μm。
温度特性
表示荧光粉的发射特性与温度的关系。通常指粉体加热到120℃并恒温10分钟时的改变量，包括发光亮度、激发波长、发射主峰及色品坐标等。
色品坐标
在RGB三原色系统中，三原色光亮度并不相同，其光亮度之比为
R∶G∶B=1∶4.5907∶0.0601。在三色系统中，任何一种颜色的色刺激可用适当数量的三个原色的色刺激相匹配，每一原色的刺激量与三原色刺激总量的比称为该色的色品坐标，简称色坐标。每种表示系统有其对应的色品坐标，在CIE1931的xyz表色系统中的色坐标为x=X/(X+Y+Z)
y=Y/(X+Y+Z)
z=Z/(X+Y+Z)
式中X，Y，Z三基色刺激量;
x，y，z色品坐标;
由于x+y+z=1，故由一对色品坐标(x，y)就可以表示一种颜色。
色温、相关色温及光色
由普朗克公式可得不同色温的黑体的光谱能量分布曲线，按照三刺激值计算它们的色坐标x，y值，将这些x，y值绘制在x，y的色品图上，各点连成一条曲线，其形状如图1所示，这条曲线就称为黑体轨迹。用这个黑体的温度来表示该光源的颜色温度，称为色温(Tc)。由图1可知，当黑体的温度较低时，光色呈橙黄色。光色随温度升高逐渐接近白色，继续升高黑体的发光就略显蓝色。
