荧光粉层形状对白光LED空间色温均匀性的影响北大核心CSCD

荧光粉的吸收散射特性、粒径分布及荧光粉涂层的形状对白光LED色温角空间分布具有直接影响。通过Mie散射理论对不同形状的荧光粉涂层进行了光学计算仿真,研究了荧光粉涂层形状对白光LED空间色温分布的影响规律,以及不同形状的荧光粉涂层效率,并从中找出色温均匀性最佳的荧光粉涂层形状。根据仿真结果,采用具有精确控制喷胶量和喷涂位置功能的高速喷胶技术对1mm2大功率芯片的荧光粉涂层的涂敷工艺进行实验制作,控制器件的平均色温在5 000K,获得荧光粉涂层形状对白光LED色温角空间分布影响的测量结果与计算仿真结果相吻合。通过该方法制作的荧光粉涂层使白光LED的最小色温差异达到537K,远优于目前一般采用的荧光粉涂敷技术。     

荧光粉层形状对白光LED空间色温均匀性的影响

荧光粉的吸收散射特性、粒径分布及荧光粉涂层的形状对白光LED色温角空间分布具有直接影响。通过Mie散射理论对不同形状的荧光粉涂层进行了光学计算仿真,研究了荧光粉涂层形状对白光LED空间色温分布的影响规律,以及不同形状的荧光粉涂层效率,并从中找出色温均匀性最佳的荧光粉涂层形状。根据仿真结果,采用具有精确控制喷胶量和喷涂位置功能的高速喷胶技术对1mm2大功率芯片的荧光粉涂层的涂敷工艺进行实验制作,控制器件的平均色温在5 000K,获得荧光粉涂层形状对白光LED色温角空间分布影响的测量结果与计算仿真结果相吻合。通过该方法制作的荧光粉涂层使白光LED的最小色温差异达到537K,远优于目前一般采用的荧光粉涂敷技术。     

实现色温自动控制的白光LED照明系统设计

荧光粉发光LED作为白光光源在照明领域有着广泛的应用。长时间工作,荧光粉发光LED将出现色温偏移现象。荧光粉发光LED的色温偏移与芯片衰减和荧光粉衰减有关。提出了一种能同时考虑芯片衰减和荧光粉衰减的数学模型。从理论上分析了芯片衰减和荧光粉衰减对荧光粉发光LED的色坐标及色温变化的影响。提出了一种利用蓝光LED与荧光粉发光LED混合,通过对蓝光LED进行负反馈控制,保证蓝光辐射在全白光中的辐射功率比值恒定,从而实现色温稳定的白光LED照明系统。     

荧光层形状对大功率白光LED光学性能的影响

为确定荧光层形状对大功率白光LED光学性能的影响,对蓝光LED发光晶片激发黄色荧光粉产生白光的荧光涂布工艺进行了研究。分别通过大面积点胶、晶片表面点胶和保形荧光胶涂布工艺制得白光LED样品,利用积分球和角度测试机对白光LED的光学性能进行测试,结果表明,保形荧光层白光LED的色温、光强分布和发光角度等光学性能优于大面积点胶和晶片表面点胶白光LED的光学性能。     

感光性树脂应用于LED平面自适应封装的最新研究

采用感光性树脂+荧光粉进行LED平面自适应涂覆技术,实现了白光LED荧光粉涂层的平面化工艺,使器件出光的亮度、空间色度均匀性较之传统封装工艺器件有了明显的改善,光斑及单管间色度、亮度偏差均小于6%。综合PVA的感光和硅胶的物化、光学性能,在粉浆法工艺中采用乳化技术,实现了PVA+Silicone的多相结构的荧光粉平面涂层,有助于进一步改善荧光粉层的物化性能,而多相涂层有效折射率的提高更有利于提高器件的整体出光效率。     

间隙型白光LED荧光粉层涂敷的研究

针对现有远程荧光封装光源空间色温分布不均匀的问题,提出了一种间隙型荧光粉涂敷方法。通过在透明基板的不同位置上预留环状间隙,以及控制环状间隙的宽度来调节空间色温分布。理论分析和仿真都表明了这种方法能够改善空间色温分布均匀性,实验结果显示,在56 mm直径的透明基板上,随着环形间隙直径或者间隙宽度的增大,最小的色温差异先减小后增大。当环形间隙直径为44 mm,间隙宽度为1 mm时,白光LED的最小色温差异达到752 K。     

白光LED荧光粉远场涂覆光学性质

研究了白光LED远场隔离封装中隔离距离对发光效率及相关色温(CCT)的影响。实验结果表明,低电流输入条件下,白光LED的发光效率随芯片表面到荧光粉层距离变化是非线性的,当芯片表面到荧光粉层距离为0.88mm时具有最佳发光效率74lm/W,白光LED相关色温随着距离的增加呈线性下降。这为白光LED的一次光学设计提供了实验依据。     

COB封装对LED光学性能影响的研究

针对LED高光效、低功耗的要求,文章在分析LED光学性能的基础上,采用了COB(ChipOn Board)即板上芯片封装技术。研究了不同封装工艺和材料,分析比较其对LED光通量、光效和色温的影响。研究首先介绍COB封装的结构、优点及其实用性,然后分析影响LED光学性能的因素,最后进行测试。在实验过程中,发现COB封装结构除了具有保护芯片的功能外,还可以提高出光效率,并实现特定的光学分布。实验结果表明:文章提出的封装工艺对于提高光通量和光效、调节色温有良好的效果。     

InAs/GaAs量子点中间带太阳电池的理论研究与优化

从荧光粉散射机理分析了LED器件色角向分布不均匀的形成原因,提出了一种利用逐点步进光学设计方法,实现了不同入射角度内蓝光光程相等的远荧光粉层结构。应用该方法设计了使用不同折射率载体的LED远荧光粉层光学结构。模拟结果显示,应用所设计的光学形状的远荧光粉层结构,相比传统平面荧光粉层结构,75°方向光斑边缘与中心法线方向色差du′v′从0.05降低到0.01左右,色温偏移降低了43%~98%不等,有效改善了白光LED远程荧光粉封装结构的色度均匀性。该设计不需要增加或改变封装工艺手段,工业生产实现简单,额外成本很少,具有较强的实际应用价值。 更多还原     

硅酸盐橙色荧光粉的发光性能研究

采用高温固相反应法制备了高效橙色荧光粉Sr3–xSiO5:xEu2+。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及荧光分光光度计研究了Eu2+含量和不同助熔剂对荧光粉发光性能的影响,并分析了所制荧光粉的封装性能。研究表明,荧光粉Sr3–xSiO5:xEu2+的晶体结构属正方晶系。当Eu2+的摩尔分数为4%,并用质量分数为3%的NH4Cl作助熔剂时,制得的Sr3–xSiO5:xEu2+的发射光谱强度最大。荧光粉封装后可以有效降低白光LED的色温并提高其显色指数,这表明该荧光粉是一种适用于白光LED的光转化材料。     

荧光粉浓度和电流强度对白光LED特性的影响

讨论了荧光粉浓度及驱动电流强度对白光LED特性的影响。采用软件模拟实验和实际封装测试相结合的研究方法进行分析研究。对荧光粉浓度变化对白光LED光通量和相关色温(CCT)的影响进行了三维光线追迹模拟,并且进行了实际的封装验证。另外对白光LED的节温和显色性也做了深入细致的研究。研究结果表明:CCT随着荧光粉浓度的增大而减小,光通量则先上升后下降。同时由荧光粉浓度和驱动电流强度变化所引起的节温升高会降低荧光粉的转换效率。对显色性而言,采用高浓度荧光粉封装的白光LED有相对低的显色指数;并且显色指数随着驱动电流强度的增加而升高,最终趋于稳定。     

白光LED色度特性研究

为了解决白光发光二极管（LED）光衰问题,采用包膜技术对YAG：Ce^3＋荧光粉进行了实验。分别用Al2O3和La2O3对YAG：Ce^3＋荧光粉包覆,然后封装成白光LED。实验结果表明：La2O3较Al2O3包覆的YAG：Ce^3＋荧光粉初始光强强;包膜后的白光LED的光衰和光色变化都非常缓慢,表现出良好的光学稳定性。     

大功率集成LED光转换光源的研制

介绍了一种应用远程激发技术的大功率集成LED光转换光源,通过使用固晶区无绝缘层的镜面铝基板进行集成封装蓝光LED光源,即COB光源。所制蓝光光源与远程激发荧光粉模块结合制成LED光转换光源。利用镜面铝基板的高导热系数,解决多种LED封装形式下芯片点亮温度过高、光源衰减快的问题。采用LED荧光高分子模块与蓝光芯片分离结合的远程激发技术制成白光光源,解决荧光粉分布不均、热老化、色偏移问题。通过与传统粉胶封装方式制得的大功率集成LED器件比较测试,该种光源具有防眩光、光色均匀度高、长寿命、节能和环保的优点,从而具有更广泛的用途。     

荧光粉配比对大功率白光LED发光特性的影响

利用黄色、红色和黄绿色3种荧光粉混合的方法制备了一系列大功率平面发光LED光源,深入研究了黄色、红色和黄绿色3种荧光粉分别对大功率白光LED光源的发光效率、显色指数以及色温的影响规律。研究结果表明,随着黄色荧光粉含量的增加,其发光效率明显提高,最高可达140 lm/W,而显色指数和色温略有下降。随着红色荧光粉含量的增加,其显色指数明显提高,最高可达85,而发光效率和色温明显降低。随着黄绿色荧光粉含量的增加,其发光效率、显色指数以及色温均不同程度地略有下降,但是其对大功率白光LED的色容差起到很好的调节作用。     

LED芯片激发荧光粉合成白光照明光源显色性的控制

光通量、色温和显色性是光源的三大重要指标。半导体LED从指示、显示应用过渡到照明应用,产品的显色性控制和评价是一个新的课题。本文应用光源显色性原理分析影响产品显色性的因素,并通过相关的试验,探讨如何通过材料选型和工艺措施,控制由蓝光LED激发荧光粉合成白光LED的显色性,使之达到预定指标。     

LED芯片激发荧光粉合成白光照明光源显色性的控制

光通量、色温和显色性是光源的三大重要指标。半导体LED从指示、显示应用过渡到照明应用．产品的显色性控制和评价是一个新的课题。本文应用光源显色性原理分析影响产品显色性的因素，并通过相关的试验，探讨如何通过材料选型和工艺措施，控制由蓝光LED激发荧光粉合成白光LED的显色性．使之达到预定指标。     

荧光粉涂覆方式对白光LED光色指标的影响

文章采用TRACEPRO软件建立了三种白光LED的光学模型:(1)芯片直接涂覆荧光粉;(2)芯片涂覆硅胶后涂覆荧光粉层;(3)芯片涂覆荧光粉后涂覆硅胶层.通过改变荧光粉的摩尔浓度或硅胶厚度来考察白光LED的光色指标,如光通量、色温及显色指数的变化.研究结果表明:第一种和第二种涂覆方式中,光色指标随着荧光粉摩尔浓度或硅胶厚度的改变呈规律性变化;第三种涂覆方式中,色温及显色指数的变化趋势不稳定,第三种方式光通量高于前两种,最大值可达到87.31m.三种方式的显色指数在70左右.研究结论为白光LED工艺设计提供参考和依据.     

Self-adaptive phosphor coating technology for wafer-level scale chip packaging

A new self-adaptive phosphor coating technology has been successfully developed,which adopted a slurry method combined with a self-exposure process.A phosphor suspension in the water-soluble photoresist was applied and exposed to LED blue light itself and developed to form a conformal phosphor coating with self-adaptability to the angular distribution of intensity of blue light and better-performing spatial color uniformity.The self-adaptive phosphor coating technology had been successfully adopted in the wafer surface to realize a waferlevel scale phosphor conformal coating.The first-stage experiments show satisfying results and give an adequate demonstration of the flexibility of self-adaptive coating technology on application of WLSCP.