单一基质白光LED用荧光粉的研究进展[4]

　　3　问题及展望

　　单一基质白光LED用荧光粉已研究开发了许多新的体系材料，先前开发的荧光粉材料也得到了改进，白光LED的各项参数都能取得很好的结果，但未能制备出各项性能都令人满意的器件。原因主要在于：(1)下转换过程中，因斯托克斯位移而产生固有能量损耗，发光效率偏低;(2)半导体发光作为激发源，激发密度高，PN结受热使LED退化;同时封装后聚合物(如环氧树脂)也会因光降解而变黄，显色性差;(3)荧光粉的抗紫外线辐照性受限;(4)荧光粉大都通过高温固相法合成，粒径分布一般较宽，不利于涂管。

　　因此今后单一基质白光荧光粉的研究趋势主要表现为：(1)探索新的优质荧光粉应尽可能减少下转换过程的能量损耗，提高发光效率;Stokes位移是光转换过程中能量损耗的主要原因之一，它与发光材料基质化合物化学特性(或某些物理特性)密切相关，因此基质化合物的选择非常重要。发光效率与复合成白光的所有发光波长位置也有关，如由450nm、540nm和610nm　3波长复合成的白光就具有高的发光效率。(2)尽可能注意到光色的匹配，提高显色性。显色性与发光效率相互制约，因此，在提高显色性的同时不能过多降低发光效率;显色性与发射波长的关系密切，如果是特别强调显色性的场合，由450nm、540nm 和610nm　3波长复合成的白光显色性最好。故应尽可能考虑具有强共价性的化合物作基质、窄带发射，同时尽可能避开对显色性不利的发射波长，如500nm和580nm。(3)合成方法从传统的高温固相法向溶胶-凝胶法等软制备方法转变，以获得尺寸、形状适宜的颗粒形貌。荧光粉晶粒尺寸的不均一是造成荧光粉转换效率降低的重要因素。悬浮在环氧树脂中的荧光粉的颗粒尺寸不均一将会导致整个系统光线的不均一。当荧光粉与环氧树脂的浆料进行混合时，大颗粒尺寸的荧光粉比小颗粒荧光粉沉降速度快，一旦此体系固化，环氧树脂中的荧光粉的空间分布也存在不均一性。尺寸和空间分布的不均一都将影响到整个体系发光颜色及强度分布等性能。此外，纳米尺度的荧光粉的发光强度也比微米级的荧光粉要高，且纳米荧光粉有高的掺杂浓度及较长的荧光寿命，特别是针对紫外和近紫外系统中所用的荧光粉来说，纳米效应将使其性能得到巨大的改善。

　　相信随着研究的深入，单一基质白光荧光粉定会取得新的进展，最终制备出性能优异的白光LED。