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。     

荧光粉发光层对白光LED平面光源发光特性的影响

以COB形式封装的白光LED平面光源为研究对象,系统研究了平面封装结构中荧光层对白光LED平面光源发光特性的影响.采用丝网印刷法制备了不同浓度与印刷层数的荧光层,并采用平面封装的LED蓝光光源作为激发光源,以类比法研究分析了不同发光层膜厚对白光平面光源平均照度、色坐标和光通量等参数的影响,系统地阐述了发光层对平面光源发光性能的决定因素及工艺优化条件.结果表明,当荧光粉浆料浓度为46％～53.6％,厚度为20～38 μm时,结合平面蓝光LED激发可以获得照度大、颜色纯正的白光LED光源,且白光LED平面光源具有较高的光通量值,表现出优良的光学特性.     

低色温高显色性大功率白光LED的制备及其发光特性研究

用GaN基大功率蓝光LED芯片作为激发光源，分别用荧光粉转换法和红光LED补偿法制备了不同相关色温及显色指数的白光LED。对器件的发光特性研究表明，采用监光LED芯片激发单一黄色荧光粉，虽可以获得光通量和发光效率较高的白光LED，但其色温较高，显色性较差；在黄色荧光粉中添加红色荧光粉，由于光谱中红色成分的增加，可降低器件的色温，并提高器件的显色性，但由于目前红色荧光粉的转换效率较低，致使器件的整体发光效率不高；采用蓝光LED芯片激发黄色荧光粉，同时用红光LED进行补偿，通过调整蓝光和红光LED芯片的工作电流以及荧光粉的用量，可获得低色温和高显色性白光LED，而且整体发光效率较高。     

白光LED荧光粉

最近，东芝公司研究开发了一种新的类似于太阳光的LED荧光粉．在蓝光LED照射下荧光粉发光的颜色有蓝绿色、黄绿色、橙色等．这种新的荧光粉与蓝光照射下发红光的荧光粉混合得到类似于太阳光的白光。此荧光粉将应用于照明灯、LCD背光灯及汽车灯等方面。     

大功率白光LED的发光效率将超越荧光灯

白光LED的应用正在不断扩大,已从手机照明及液晶屏的背光等传统应用扩展到汽车室内照明、手电筒及店铺陈列照明等大功率领域。其中最具代表性的就是丰田汽车于2007年5月推出的高档混合动力车"雷克萨斯LS600h",其前照灯使用了白光LED。     

白光LED用钛酸盐红色荧光粉的研究进展

钛酸盐因具有优异的化学稳定性和光学性能而成为优异的发光基质材料,综述了钛酸盐作为白光LED用红色荧光粉的国内外研究进展。分别介绍了偏钛酸盐(MTiO3)型、正钛酸盐(M2TiO4)型和其他类型的钛酸盐红色荧光粉及其制备方法,并重点介绍了其光谱调控机理。对性能较好的荧光粉进行了重点推介,对钛酸盐红色荧光粉的发展趋势做了简要展望。     

驱动电流对大功率白光LED荧光粉转换效率的影响

对4种1W白光功率LED进行了100～900mA的变驱动电流光学特性试验。分析了荧光粉转换效率随驱动电流变化的内在机理,一是由于驱动电流增大导致蓝光芯片内量子限制斯塔克效应引起峰值波长蓝移,致使蓝光与荧光粉的匹配程度降低;二是由于驱动电流增大导致器件温度升高,荧光粉的非辐射增多,且其激发态能级分裂加剧,导致部分能量降低,黄光波长出现红移现象。通过分析上述两种因素的综合作用,得出了荧光粉转换效率随驱动电流变化的规律,并据此提出改进白光LED驱动电流特性的建议。     

无荧光粉转换白光LED的研究和进展

白光LED具有节能、环保、寿命长等优点,它的问世是人类照明史上一个重大的里程碑,标志着一种全新的照明光源的诞生。为了提高白光LED的各项性能,克服现有技术的壁垒及不足,各种无荧光粉转换的新型结构的白光LED应运而生。本文在分析LED发光机理的基础上,给出了目前白光LED常用的3种制备方法及优缺点,列举了无荧光粉转换白光LED的最新发展,指出了无荧光粉转换白光LED面临的问题,并对无荧光粉转换白光LED的未来发展进行了总结。     

大功率白光LED封装设计与研究进展

封装设计、材料和结构的不断创新使发光二极管(LED)性能不断提高.从光学、热学、电学、机械、可靠性等方面,详细评述了大功率白光LED封装的设计和研究进展,并对封装材料和工艺进行了具体介绍.提出LED的封装设计应与芯片设计同时进行,并且需要对光、热、电、结构等性能统一考虑.在封装过程中,虽然材料(散热基板、荧光粉、灌封胶)选择很重要,但封装工艺(界面热阻、封装应力)对LED光效和可靠性影响也很大.     

Fabrication of High-power White LEDs and White Light Uniformity Testing

As the blue and yellow lights are complementary colors, a blue InGaN LED chip is coated hy a yellow phosphor film to generate white light based on luminescence conversion mechanism. The emitted light of a blue LED is used as the primary source for exciting fluorescent material such as cerium doped yttrium aluminum garnet with the formula Y3Al2O12 ： Ce^3＋ （in short： YAG ： Ce^3＋ ）. The matching of the spectrum of the blue LED chips and the YAG ： Ce^3＋ yellow phosphor is studied to improve the conversion efficiency. The packaging methods and manufacturing processes for high power single chip-white LEDs are introduced. The uniformity of the output white light is investigated. Based on the characteristics of the high power white LEDs, some approaches and processes are suggested to improve the light uniformity when they are fabricated. The effectiveness of those approaches on the improvement of LEDs is discussed in detail and some interesting conclusions are also presented.     

大功率白光LED的制备和表征

用 1mm× 1mm的大尺寸GaN基蓝光发光二极管 (LED)芯片和YAG∶Ce黄光荧光粉在食人鱼支架上封装大功率白光LED。其 2 0 0mA下的发光功率为 13.8mW ,约为相同LED外延片制备的普通尺寸LED的 10倍。同时改变注入电流 ,发现功率曲线直到 2 0 0mA仍没有出现饱和或下降的趋势 ,白光的色温从 5 30 0K下降至 4 80 0K。同时研究了不同荧光粉混合比例对白光色度的影响     

白光LED的实现及荧光粉材料的选取

主要介绍了目前主流白光LED的封装方法,简述了各种方法的原理及优缺点。重点介绍了蓝光芯片与黄光荧光粉混合实现白光LED的机制。通过测试芯片发射谱、不同荧光粉材料的激发和发射谱,重点研究了蓝色芯片与黄色荧光粉材料的光谱匹配性,讨论了荧光粉材料的选取对器件的电学、光学性能的影响。     

CdSe纳米材料对大功率白光LED显色性能的影响

利用CdSe纳米材料可以通过改变其大小和形状得到不同波段发射光谱的特点,在常规荧光粉中加入发射波长为630 nm的红色CdSe纳米材料,补充大功率白光LED光谱在深红波段的缺失.结果表明:引入红色CdSe纳米材料后,大功率白光LED的显色指数最高可到90左右,色温降低,但光效有所下降.这种方法为提高大功率白光LED显色指数提供了一种新的解决方案.     

功率型白光LED封装的热分析

应用有限元方法研究了一种典型的白光LED封装结构的温度场、光波电磁场及热应力场的分布规律,分析结果表明:对支架式封装的功率型LED系统,当达到热稳态平衡时,在芯片上的温度达到最高,环氧透镜顶部表面的温度最低,对1 W功率芯片,在自然冷却时最高点与最低点温度差为5.4℃,在强制风冷时最高点与最低点温度差为2.5℃.LED温度场分布对光波电磁场有影响,芯片温度越高其发光强度下降也越快;温度引起的热应力主要集中在芯片附近,芯片与基板之间的焊料处也存在较大的应力.     

大功率白光LED封装技术面临的挑战

发光二极管（LED）是一类可直接将电能转化为可见光和热等辐射能的发光器件,具有一系列优异特性,被认为是最有可能进入普通照明领域的一种“绿色照明光源”。目前市场上功率型LED还远达不到家庭日常照明的要求。封装技术是决定LED进入普通照明领域的关键技术之一。文章对LED芯片的最新研究成果以及封装的作用做了简单介绍,重点论述了封装的关键技术,包括共晶焊接、倒装焊接以及散热技术,最后指出了未来LED封装技术的发展趋势及面临的挑战。     

白光LED封装工艺对其性能的影响

通过理论分析与实验数据说明了白光LED封装工艺对其性能的影响,特别针对模粒卡位、胶体外形等进行较为详细的分析。     

白光LED荧光粉荧光外量子效率的准确测量

利用光学软件仿真的方法分析了积分球涂层特性、不同测量方法对荧光粉荧光外量子效率测量准确性的影响。为提高传统方法的测量精度,提出了基于内置标准散射片于积分球中的准确测定LED荧光粉荧光外量子效率的新方法,制作了专用实验系统,测试结果显示商用的不同LED荧光粉荧光外量子效率存在差距较大,数值在0.744到0.92之间,且实验测试结果和理论仿真规律一致。当积分球吸收系数在1%～5%间变化时,测试系统误差可控制在2%的范围之内。