20世紀中葉出現(xiàn)在市場上的第一批LED發(fā)光二極管,經(jīng)過50余年的歷程,其性能提高了10倍,制造成本下降了10倍,取得了引人囑目的長足進步。其發(fā)光效率已達到熱輻射光源的水平,光強達燭光級,輻射顏色豐富,尤其是白光LED的誕生,led產(chǎn)品在照明領域的應用,已成為極具影響的新產(chǎn)品。
目前有三種工藝來制造白光led。一種是利用各種顏色光混合產(chǎn)生白光,其原理就是色度學中三基色光為基礎。具體的方法就是將三種分別為紅、綠、藍的LED放置十分靠近,控制它們各自的輸出的比例,混合后就可以得到白光。第二種方法是使用藍光LED外面涂敷熒光粉。具體工藝是將發(fā)射主峰在450~470nm波長范圍內(nèi)的藍光LED表面涂敷稀土石榴石系列熒光粉,該熒光粉在藍光輻照下會發(fā)射黃光,這樣部分藍光轉變成黃光和剩余的藍光混合后就能形成白光LED。
由于稀土石榴石熒光粉具有二個特點,首先是它的發(fā)射主峰可在500~580nm范圍內(nèi),即黃光區(qū)域的任意位置,其次是它的最佳激發(fā)波長在430~480nm范圍之內(nèi)不同位置,這樣選用該系列熒光粉,加上配以不同波長藍光LED,就可制備不同色溫的白光LED。同時,藍光led芯片加涂敷熒光粉的方法制備白光LED還能夠以下述方式實現(xiàn),即用藍光LED激發(fā)綠色和紅色熒光粉,其中綠色熒光粉可采用發(fā)射主峰為500~530nm的稀土石榴石熒光粉,而紅色熒光粉目前尚未找到一種發(fā)光效率足夠高的材料,通常是采用銪或錳激活的氧化物或鹽類化合物,亦可能是銪激活的有機發(fā)光材料。改進熒光粉后的情況在紅光部分有顯著增強第三種獲得白光LED產(chǎn)品的的方法,是由于紫光或紫外LED的出現(xiàn),它提供了用紫光或紫外光激發(fā)三基色熒光粉或多種發(fā)光色的熒光粉,從而得到白光的途經(jīng)。
由于紫光,尤其是紫外光的能量比藍光要高,制備出的白光LED光效可進一步提高,同時它的光譜范圍更寬,顯色指數(shù)可進一步增加,并可根據(jù)需要制備出不同色溫或不同顏色的LED產(chǎn)品。
但我們必須注意到目前紫光或紫外光LED發(fā)展的現(xiàn)狀,小于370nm的紫外LED的發(fā)射強度極低,沒有實用價值,現(xiàn)led芯片研制和生產(chǎn)領域都在努力提高370~420nm紫光和紫外光LED的效率。因而與主要輻射253.7nm紫外光的緊湊型節(jié)能熒光燈不同,白光LED要求熒光粉在更低能量的紫外,甚至于紫外激發(fā)下有較高的發(fā)光效率,目前廣泛用于緊湊型節(jié)能熒光燈的三基色熒光粉是不適用于這種白光LED的需求,必須開發(fā)新的白光LED專用的三基色或多色熒光粉,現(xiàn)發(fā)展出來適于應用的熒光粉為:紅色熒光粉:Y2O2S:Eu3+,Y2O:Eu3+等;綠色熒光粉BaMgAl10O17:Mn2+,Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+,Mn2+等;藍色熒光粉BaMgAl10O17:En2+,Sr5(PO4)3Cl:Eu2+等。三種方法開發(fā)的白光LED有很多種類。





