光学物理：高端长寿命大功率白光LED照明技术

白光LED照明已经显示出巨大的市场潜力，其在室内、室外、汽车照明和显示等领域的应用将极大的改变人类的生活方式，按照Philips公司的预测，LED照明占通用照明领域的比例在2015年将达到50％，到2020年将达到80％，并成为全球主要的照明方式。据预测，整个白光LED市场在2012年将达到204亿美金的市场规模，市场机遇极大。功率型白光LED器件由于具有附加值高、用途广等优点，是市场的焦点，也代表着该行业的发展趋势。飞利浦、日亚、欧司朗等行业巨头均对此市场尤为重视。我国尽管近年来投资了大量LED照明的相关项目，但是功率型LED方面我国占全世界的市场份额在2011年仅占2％的！通过稀土离子掺杂，透明陶瓷可以实现在蓝光或者紫外光激发下的高效率发光，作为白光LED用荧光材料，最近在功率型白光LED和远程荧光体方面的应用引起了市场关注。采用陶瓷荧光体方案，Philips公司最近已经成功制备出120 lm/W的高功率白光LED产品，并成功应用于奥迪A8汽车的前大灯。由于功率型LED在将来照明市场巨大的应用规模，陶瓷荧光体产品具有极大的市场需求。

采用我们的激光陶瓷制备技术，我们成功制备出高质量的Ce：YAG陶瓷荧光体，应用于白光LED照明领域，已获得130 lm/W的流明效率，显色指数达85，通过控制陶瓷荧光体的厚度和Ce离子掺杂浓度，可以方便的解决白光分档的难题。如图1、图2、图3所示分别为所制备Ce:YAG陶瓷的实物照片、吸收谱和发光性能测试时的照片。由于陶瓷荧光体的热导率远高于传统荧光粉与树脂的固化体，可显著改善热管理，这将彻底解决荧光粉因为温度上升引起热猝灭所导致的光衰和光色不稳等问题。该陶瓷荧光体不含任何有机物，可实现全无机封装，由于树脂等有机物高温老化所导致的发光体层发黑、变色甚至失效等问题将不复存在，这将显著延长白光LED的寿命和发光稳定性。通过采用高效率蓝光芯片，预计可进一步提高白光LED的流明效率。该技术路线与目前Philips Lumileds公司在其功率型白光LED方面所采取的技术方案类似（Lumiramic陶瓷荧光体技术）。相比而言，我们的陶瓷荧光体的制备技术具有制备更简便、成本更低、使用更灵活等优势。此外，该陶瓷荧光体也适用于远程荧光体的解决方案，与Intematix（英特美）公司现有的远程荧光体（树脂加荧光粉的固化体）相比，我们的陶瓷荧光体方案具有更高的光抽取效率和更均匀的发光性能，可望用于射灯、室内筒灯、舞台和广告牌装饰灯等对亮度要求较高的场合。陶瓷荧光体在高端功率型白光LED领域的应用才刚刚开始，随着白光LED照明的不断普及和应用领域对白光LED功率和效率需求的不断上升，其重要性已逐渐引起市场关注，预计将来3-5年，市场规模将有大幅度增长。