由于稀土发光材料在我们不断的创新和发展中,所获得的结果也令人满意。其在消费市场的需求巨大,应用领域不断扩大。根据了解,我国拥有的稀土资源是全球的的百分之八十[1]。而且稀土的产量是世界第一位。稀土功能材料是稀土材料中的一个类型,但是我们对它的了解是比较少的,因此对于稀土功能材料的应用和研究我们应该着重探索,深度研究。
我们的生产和生活一直离不开照明,太阳光的照明是我们必需的,并且是很独特的一种自然光。我们都知道一天之中24小时和一年之中365天是由于地球的自转和太阳的公转,所以我们在一天之中看到太阳的升起和落下,太阳在地球各个表面的出现的时间需要的时间也不长。
照明一直与人类社会的文明和进步有关。1886年,爱迪生采取热辐射原理发明了白炽灯。显然,白炽灯的出现极大地促进了人类文明的发展。但在未来的100年中,其发光效率仅为15LM/ W[2]。1936年,在研究人员的不断努力和探索下,成功地制造出了荧光灯和节能灯,发光的功率也随之提升,但是,荧光灯还是有许多缺陷,例如寿命短,时不时出现频闪,还有紫外和红外辐射[3]。1986年,照明的开始是由于人们提出了绿色照明概念。半导体发光材料和器件领域的研究始于1960年代后期的GaAsP红色LED的发明,尤其是在20世纪90年代的高性能的AlGaInP半导体发光材料的出现,导致了led研究的跃进。从而开启一个新的高亮度的led时代。
LED经过我们在日常生活中的使用,不断积累经验,从原来的仪器指示光源不断发展到在交通信号灯的应用和各种显示器的应用, 并且获得的经济效益也非常的可观。12英寸红色交通灯主要用于美国交通信号灯,原本主要使用的光源是长寿命,低效率的140瓦白炽灯,可产生2000流明的白光。红色滤光片后,只有10%的光线没有损失,只剩下200流明的红光。Lumileds在崭新的灯具中采取18个红色LED光源,电路损耗也在计算之中,所得的总功率为14瓦,最后可以得到相同的发光效率。在汽车信号灯中使用LED光源也是当务之急。1987年,中国开始在汽车中使用高科技刹车灯。由于LED响应速度非常快(以纳秒为单位),因此跟随汽车的驾驶员可以尽快了解驾驶状况,从而减少汽车追尾碰撞的发生。 除此之外,LED灯在户外红,绿,蓝全彩显示屏,钥匙扣和小型手电筒等一些平常生活中的器具的应用也已比较常见。 我们在对于LED光源的了解越来越深之后,LED光源的生产也越来越多,并且我们更加提倡那些可以对环境有利的光源。白光 LED是如今人们在光源研究中的一个焦点,它可以在各种灯照明装置屏幕显示LED背光源等领域中应用,作为一种新型的固态照明光源,它具有体积小,使用寿命长,功耗低,安全性好等优点[4]。
白光主要有两种方法可以实现:首先可以由蓝色LED芯片和黄光的YAG: Ce3+荧光体结合构成白光,但是此方法的不便之处就是可能会因为红光的缺乏而会引起显色特性比较差。另一方面,红色,绿色和蓝色三色荧光粉被近紫外LED芯片激发,在复合后产生白光。然而,红色荧光粉的转换效率和发光亮度相对较低[5]。今天,光转换LED已成为固态白光发展的主要趋势。具有重要的现实意义。
随着时代的发展,国家也开展了“绿色环保”行动,而且我们无论是在生活中还是生产中对照明的需求是愈来愈高了,特别是对那些能将能量最大化的照明或者发光物品。目前,稀土发光材料已广泛应用于照明,显示,信息等方面,成为人类生活不可或缺的重要组成部分。日本稀土荧光材料的生产,消费和出口是世界最高水平的等级[6]。每年生产530吨不同类型的稀土荧光粉,主要消费者产品中有三分之二是三基色荧光灯,其他大部分是阴极射线管(CRT)中的彩色电视和计算机,特别的一小部分为X射线增强屏。