1 前言

近些年来，全球范围内的能源不足和环境恶化的问题日益严重，迫切需要开发环境、资源友好型的新技术。随着LED技术诞生以及发展，其电光转换效率逐步提升，许多传统照明设备已经可用LED替代，特别是大功率LED的出现和发展使得LED取代传统照明的速度进一步加快。与传统照明相比LED具有零污染，易于成型，响应速度快，节能环保等优势，被誉为新一代照明光源即第四代光源[1]。目前LED主要应用在大屏幕显示，各种指示灯，部分道路照明，景观照明等，并迅速向汽车尾灯，LCD背光源，家庭照明等领域进军。LED发光的实现可以有多种方案，而如何实现LED的白光发射并评估其发光性质也是目前的一个研究热点[1]。本论文主要针对单一基质白光LED用荧光粉的特点，重点研究了其发光机理并比较了它和其它实现方案的优缺点。

1.1新型LED的特点

新型白光LED即发光二极管，是一种能够实现白光发射的固态的照明器件，被称作第四代的照明光源，因其拥有体积小、高耐震、无污染、响应快、可低温适用、方向性好、很少造成光害、色彩饱和度高、色域丰富、效率高等特性。LED技术的新突破是以氮化镓为代表的第三代半导体技术的出现，其光源用发光二极管半导体照明产业作为为支持，在相同亮度下白光LED的功耗比普通的白炽灯要小很多仅为其1/8-1/10，而使用时间可以超过8万小时[2]。

1.2新型LED的应用

1.2.1照明领域.

近年来LED渐渐进入了照明领域与白光LED的出现有很大的关系。超高亮度大功率的LED出现，使得LED功率小亮度低的问题得以解决。但要让LED真正进入普通照明领域还需要一段时间，因为发光材料尚不健全，发光元件和工艺技术有待改进以便于LED发光效率的提高。而怎样提高LED的发光效率、降低热效应和降低每单位照明的成本条件等一系列工作，仍需要持续不断的努力。

1.2.2汽车和信号灯领域.

关于汽车和信号灯领域LED近年来应用的较为广泛。在汽车和信号灯领域中对于照明设施的要求是响应时间短、环境适应性好、原件易于成型便于制成各种形状等，而LED恰恰具备上述特点。新型LED的反应速度相比传统白炽灯而言要快上许多，可以给行车增加约0.3秒的缓冲时间，因此可以减少追尾事故的发生。在汽车照明领域一些基本的仪表指示灯，尾灯，车内照明灯都可以用LED替代，但是汽车前大灯尚未达到大规模应用的要求。关于LED汽车照明的另一个优势是LED灯的使用寿命往往要超过汽车的使用寿命而不需要更换。

1.2.3景观灯领域

在中国，LED在景观灯应用领域还有很大潜在的市场。预计5年内LED在国内的景观灯领域会流行起来。除此之外LED在在光通信领域中可能会迎来新的发展契机。目前光纤的价格已大幅下降可以被大对数的用户接受，光纤入户，光纤到桌面已近在咫尺，在光纤应用领域LED必然会迎来一个爆发性的增长[3]。

1.2.4 其他领域

LED还有许多其他重要的用途，在井下作业时使用LED制成的矿灯不会产生火花，不会引起瓦斯爆炸，确保了工人生命财产的安全。紫外LED灯可用来杀虫、消毒和净化空气也可用于医疗领域。在我们不经意中，LED已悄悄占领了许多领域，让我们的生活水平变得更高。

1.3白光LED的实现方式

就目前而言白光LED的实现方式主要有三种且各有各的优点和缺点。方式一是将LED三基色芯片发出的光组合形成白光。这种方式的优点是电光转换效率高、色温可以控制在一定范围内、显色效果出色;其缺点是由于三基色光衰不同以致色温不稳定、控制三基色发光的电器复杂因而使用成本比较高。方式二是黄色荧光粉用蓝光LED激发，将荧光粉发出的黄绿光和LED发出的蓝光合成白光，在其中加入少量的红色荧光粉和红绿色荧光粉可以提高其显色性能。这种方案的优点是电光转换效率高、制备相对比较容易、具有很好的温度稳定性、和显色性;缺点是一致性相对不足、角度发生变化色温也会随着变化。第三种方式是用红、绿、蓝三基色荧光粉借助紫外光LED芯片激发发出红绿蓝光组合实现白光。这种方案的优点是制备相对容易，显色性能优良。该方案缺点是目前LED芯片技术还不太成熟发光效率较低并有紫外光泄漏问题，荧光粉温度稳定性还有待进一步提高[4]。