文 献 综 述

1 研究背景

自1996年，第一只白光LED固体光源问世以来，白光LED以体积小、发热量低、耗电量小、反应速度快、环保、可平面封装等优点引起人们的极大关注^[1]。白光LED最有效的组合方式是LED芯片和荧光粉组合成的荧光转换型。但目前大部分制备荧光粉的方法易存在产物尺寸的不均匀、杂质的引入和反应时的温度梯度等问题，阻碍了高质量荧光粉的合成。

2 白光LED简介

2.1白光LED的结构

发光二极管^[2]简称LED（light emitting diode），是在半导体p-n结或其类似的结构加正向电流时以高效率发出可见光、近红外光或近紫外光的器件。LED是结型的发光器件，图1-1是发光二极管的基本结构图^[3]，主要包括LED芯片、环氧树脂透镜、阴极、阳极等部分，其核心部分为LED的芯片，芯片的直径一般为200~350 μm，主要结构是包含n型层和p型层的p-n结结构，并在p层和n层上分别制作电极。发光层一般选取比p型层和n型层禁带宽度更窄的材料，这样p型层和n型层能起势垒作用，将更多的电子和空穴限制在发光层，增加复合发光的概率。n型层和p型层的禁带宽度越大，发光层所发出的光越容易通过，能减少对所发出光的吸收。为了提高LED的发光效率，人们设计了不同的发光层结构，如单量子阱、多量子阱、异质结构等，以增加复合发光的概率。

2.2 白光LED的实现形式

白光LED的实现方式主要有三种^[4]：

(1)多基色LED组合法，其主要是将红、绿、蓝三基色LED芯片组装在一起实现白光(如图1-2(a))，可获得高质量的照明效果。由于不同的LED器件随着温度升高，下降程度差别很大，导致混合的白光的稳定性下降。同时其安装结构和电路复杂，成本较高。

(2)荧光转换型，其是利用一块单色半导体芯片与一种或多种荧光体组合实现白光。根据LED芯片发射波长的不同，主要分为两种方式：蓝光LED芯片与黄色荧光粉组合 (图1-2(b))和紫外或近紫外LED芯片与可被紫外或近紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色的荧光粉的组合(图1-2(c))。前者制作简单，成本低，效率高，是目前使用最广泛的组合方式，同时，这种组合方式也具有色彩还原性差、显色指数低等缺点；后者的原理类似三基色紧凑型荧光灯，但紫外光是在直流电功率驱动下，由半导体化合物发出，然后激发三基色荧光体，实现UV光→可见光光能转换，属于光致发光。