白光LED用远程荧光技术

新型的远程荧光技术能有效地改善目前封装技术中存在的出光不均匀、色温漂移、芯片发热导致荧光粉性能衰减等缺点,可广泛应用于COB集成封装、大功率LED和贴片型LED封装,或者直接用于制造照明灯具产品,是白光LED制造技术的又一次创新。将远程荧光技术与大功率LED集成封装技术结合制备白光LED光源,结果表明,LED照明器件的光色一致性高,光效可达到100 lm/W,具有广阔的市场前景。     

不同胶粉比封装对白光LED的影响

文章介绍了制造白光LED的几种方法,研究了不同胶粉比(硅胶与YAG:Ce3+的比值)对封装后白光LED的影响.结果显示:胶粉比为0.5/0.2时是最佳配比,此时光效达到最高,为77.8 lm/W,色温为4 341K;胶粉比偏高或者偏低都会导致光效降低,色温随着荧光粉比例的增加而降低,显色指数变化不明显.     

大功率LED COB封装关键技术的研究与分析

对比分析目前商用大功率COB(Chip On Board)封装硅胶的性能;总结近年来大功率COB LED封装的国内外研究进展,重点分析COB封装散热结构的研究情况;根据研究及应用情况,指出COB封装过程中的一些关键的技术问题,并针对这些问题给出一些合理化的解决方案。摘要:     

双色荧光粉封装3014器件的光谱耦合特性及其性能

以Lu_(2.54)Y_(0.4)Al_5O_(12):0.06Ce绿色荧光粉和Sr_(0.65)Ca_(0.35)AlSiN_3:0.05Eu红色荧光粉为研究源,通过研究不同质量比的双色荧光粉封装的3014器件的发光光谱及其光效、色坐标、色温和显色指数,得出双色荧光粉封装3014器件的光谱耦合规律为:每组质量比封装的3014器件的色坐标在CIE图上的落点分布情况均可描绘出一条曲线,其与黑体辐射线有唯一的交点即为该3014器件对应的色温。封装的3014器件的显色指数均大于80,光效大于100 lm/W,满足市场需求。     

国产大功率LED芯片的封装性能

简单介绍了目前国内大功率LED芯片的现状,对部分产品进行了详细的封装研究,结果显示,国产芯片在光效方面提升迅速,最高已达110lm／W,主流水平位于90～100lm／w之间,但与进口产品相比都还存在较大差距;各个厂家的芯片封装的LED光源显色指数高低不一,其主要原因是芯片的峰值波长不同;在性价比方面,国产芯片价格已达到每百流明2元以下,具有较强的竞争力。     

复合荧光粉光谱耦合特性及封装暖白LED性能研究

以主波长为535 nm的(Lu,Y)AG:Ce绿粉和主波长为625 nm的(Ca,Sr)Al Si N3:Eu红粉为研究对象,研究其复合荧光粉的光谱耦合性质和封装LED器件光效、色坐标和色温性能。复合荧光粉以绿粉比红粉为1.1:0.1、1.2:0.1、1.3:0.1、1.4:0.1这四种比例复合而成,随绿红比增加,复合荧光粉发光色坐标在色坐标图上线性变化,根据光学耦合特点,快速得到了2 500 K、2 700 K、3 000 K色温的LED封装需要的绿粉和红粉的比例,结果显示采用该两种粉获得的3 000 K色温的LED器件光通量、光效、显色指数等性能均最佳。     

COB LED光源封装密度对发光效率的影响

采用镜面率基板,制作了18 W、24 W和36 W等不同封装密度的COB LED光源,研究了脉冲驱动时不同封装密度COB LED光源发光效率的电流依赖关系和恒流驱动时的发光效率维持率。通过采用沉粉技术,提高了高密度封装COB光源的发光效率和恒流发光效率维持率。研究结果表明:随着封装密度的增加,光源的发光效率呈现下降趋势,恒流(300 m A)驱动时,24 W、36 W光源发光效率分别下降了1. 31%和10. 87%。相比于传统荧光粉涂覆工艺,恒流驱动时,发光效率初始值提高了1. 00%,表现出更好的光效维持率;在持续点亮30 min时,发光效率维持率达到97. 60%,高于传统荧光粉涂覆工艺2. 16%。     

五基色LED照明光源技术进展

现有的白光LED是通过蓝光LED激发黄色荧光粉获得的,虽然其光电转换效率已远超白炽灯和日光灯,但其显色指数、色温和光效之间难以协调发展。采用多色高效率LED(红、黄、绿、青、蓝光)可合成低色温、高显色指数、高光效、对人眼安全与舒适的全光谱无荧光粉白光光源,是下一代高品质光源。其难点在于获得高光效黄光LED。目前我们在黄光LED光效提升方面取得重大突破,获得了电光转换功率效率高达21.5%的硅衬底InGaN基黄光LED(565nm,20A/cm~2),对应130 lm/W,远好于文献报道和可查询到的最高水平。基于红、黄、绿、青、蓝五色LED芯片合成的白光灯珠,显色指数94.8,色温3 263K,光效100.5 lm/W,达到了实用化水平。无荧光粉五基色LED照明技术省去了稀土这一稀缺资源,具有现实价值和战略意义,同时在可见光通信、情景照明、智能照明方面有优势。     

高亮度,纯白色LED灯的研制

高亮度、白光色发光二极管(LED)已生产出来。白色LED是继蓝、绿和红色之后生产出的第四种颜色的商用LED。它的光效一般为10lm/W,色温为3000～10000K。这一新技术是通过蓝色InGaNLED与钇铝柘榴石(YAG)荧光粉结合而得到的。与白炽灯相比,其优点在于颜色变化的范围广,寿命超过10000h,无烧毁现象,降低了对变化的敏感性,而且很少产生热量     

红光LED原型光效突破200lm／W

欧司朗光电半导体研发实验室创造了高功率红光LED的光效新纪录,电光转换效率高达61％。实验封装的该1mm^2芯片发光波长为609nm（λ-dom）。工作电流为40mA时实测光效达到201lm／W;而在350mA的典型工作电流下仍可提供168lm／W的高光效,这意味着,即使是在如此高功率下,超过一半以上的电能转换成了光能...     

钨酸锂铕荧光粉封装性能的研究

文章介绍了获得白光LED的几种主要方法,并研究了钨酸锂铕（EiEuW2O8）与YAG：Ce^3＋的不同配比组合封装对白光LED的光效、色温、显色指数等的影响。结果显示,随着LiEuW2O8含量从60％增至90％,显色指数升高到86,但是光效下降了近20lm／W,色温也大幅升高至15000K。分析原因,作者认为这主要是由于荧光粉的发光效率偏低造成的。     

高显色高光效可调色温白光LED

为实现高显色高光效的白光发光二极管(LED),采用新的LED和荧光粉光谱数学模型,研究不同的光谱组合。研究结果表明,新的LED能实现显色指数CRI≥93和特殊显色指数R9≥90要求,同时实现辐射光效(LER)大于或等于378lm/W,最终实现白光LED优化光谱最优化组合。     

暖白LED极限发光效率的研究

本文结合分析暖白3000K色温LED产品的光视效能、芯片的量子效率、封装取光效率及荧光粉,判断暖白光LED封装器件的最大光效为1651m／W。     

远程荧光粉涂覆一体化光源封装技术

提出了一种远程荧光粉涂覆一体化光源封装技术。从荧光粉散射理论分析了LED远程荧光粉涂覆角色温不均匀的原因,利用边缘光线理论设计了一符合从荧光粉激发出的黄光光强分布的自由曲面反射器结构。模拟和实验结果表示这种反射器结构相比普通反射器增加了光效且改善了角色温均匀性,此外我们基于此反射器做了色温6000 K的一体化光源,其光效能达到110 lm/W。     

(Sr,Ca)AlSiN_3:Eu~(2+)荧光粉的常压合成及其LED封装性能研究

通过常压合成工艺成功制备了一系列高亮度的(Sr,Ca)AlSiN_3:Eu~(2+) 氮化物荧光粉,比较了常压合成和高压合成工艺对荧光粉晶体结构、光谱特性和晶体形貌的影响。荧光光谱分析表明,常压合成工艺制备的(Sr,Ca)AlSiN_3:Eu~(2+)荧光材料表现出优异的荧光强度,其发射波长位于615 nm~640 nm的红光范围,实现了一定范围内的光谱调控。X射线衍射结果表明,该氮化物红色荧光材料具有正交晶系的CaAlSiN_3晶体结构,且产物中不存在杂质相。峰值波长位于615 nm和625 nm的样品能够作为光谱中的有效红色组成部分用以制备高显色性的白光LED光源。通过LED封装的优化实验,所获得的白光LED光源具有86.8 lm/W的流明效率,并具有良好的显色指数(Ra=85)。进而,通过改变氮化物红粉的组成和比例能够制备具有不同色温(4 000 K~6 000 K)的白光LED光源。     

荧光粉封装工艺对白光LED的性能调控

高品质照明是未来照明的发展趋势，人们对光品质、光环境的要求将进一步提高。相比传统照明，利用蓝光发光二极管(LED)芯片激发不同荧光粉转换为高效稳定的白光LED具有更节能、环保的优势。通过蓝色LED芯片激发荧光粉进行封装实验，研究荧光粉封装工艺对白光LED性能的影响。实验结果表明：改变荧光粉种类和涂敷量均会对白光LED色温、显色性、光效等相关参数产生影响。随着涂敷量的增加，导致色温下降。加入红色荧光粉可以提高显色性，黄色荧光粉有助于提升光效。     

大功率LED照明行业执行者说——如何更好地提升功率型LED的可靠性

20世纪末,Lumileds Lighting公司封装出世界上第一个瓦级大功率LED,使LED的功率从几十毫瓦一跃超过1000毫瓦,单个LED器件的光通量也从不到1m飞跃达到十几lm。目前,高亮度白光LED在实验室中已经达到100lm／W的水平,50lm／W的大功率白光LED也进入商业化。对于瓦级（≥1W）高功率LED而言。目前的电光转换效率约为15％,剩余的85％转化为热能,而芯片尺寸仅为1mm×1mm～2．5mm×2．5mm,也就是说芯片的功率密度很大,如何提高大功率LED的散热能力。是LED器件封装和器件应用设计要解决的核心问题。     

有关LED的最新动向

1 LED的发光效率预测根据美国能源部(DOE)的预测,LED的发光效率将在今后几年中将得到很快的增长,到2025年以后,增加的幅度变慢,到2020年左右达到最高值,那时的实验室样品的光效为200lm/W左右,商业产品的光效为165lm/W左右,见图1。     

大颗粒球形YAG荧光粉的研究

用高温固相法制备了球形YAG,并阐明了大颗粒球形YAG许多优异的特性;荧光粉亮度高;热猝灭温度高,100℃环境温度下无光衰;用大颗粒球形YAG封装的白光发光二极管(LED)光效是小颗粒YAG封装的白光发光二极管(LED)光效的150%~200%。     

Ca（Eu1-xLax）4Si3O13红色荧光粉的研究及其在三基色白光LED上的应用

研发了更适合应用于三基色白光LED的Ca(Eu1-xLax)4Si3O13红色荧光粉,它在395nm峰值的近紫外光的激励下能放射出峰值为613nm的红色光.当x=0.5时,此红色荧光粉的转换效率能达到最大值0.14.用外部量子效率为0.40的近紫外LED与Ca(Eu1-xLax)4Si3O13红色荧光粉和绿色、蓝色荧光粉共同组合的三基色白光LED,白光的光效和平均显色指数分别达到了21.61m/W和83.9.