近紫外芯片激发三基色荧光粉制作的白光LED

使用近紫外半导体芯片激发红绿蓝三基色荧光粉,制作了白光发光二极管（LED）,并研究了其光电特性。结果表明,采用发射峰值波长分别在613、495和451nm的红绿蓝荧光粉,在波长400nm左右半导体芯片激发下的白光LED,其显色指数Ra最大为82;使用YAG荧光粉代替绿色荧光粉后,Ra提高到93。测试结果还表明,当工作电...     

固定相关色温下三基色合成白光LED的光谱优化

通常获得白光LED的高光视效能（K）往往是以降低其显色指数（Ra）为代价的,本文在固定相关色温（CCT）为3 000±10 K下,通过调配三基色白光LED光谱参数来寻求K和Ra的最佳平衡。模拟结果表明：当三基色白光LED的3个峰值波长分别为467、550和618 nm,半高宽（FWHM）分别为30、71和23 nm以及...     

高亮度白光LED色温动态可调及显色指数的研究

采用基于高亮度白光LED的色温可调混色方法,通过实验与理论计算研究了不同色温白光LED混色后色温Tc及显色指数Ra的变化。采用低色温（2 800～3 000K、3 000～3 400K）和高色温（7 000～8 000K）三种白光LED样品进行串联和并联混色,通过控制正向工作电流研究混色后白光的调光效果及显色指数变化。实验与计算表明：混色后白光色温可以实现在3 000～7 000K可调;选取Ra〉66的低色温白光LED与Ra〉87的高色温白光LED进行混色,可以在色温可调范围内得到Ra〉75的较好显色指数的白光。     

四芯片色温可调白光LED的研究

为了实现高光效、高显色性且色温可调的白光LED,对四种单基色蓝、绿、黄、红光LED的混光进行了研究.基于Yoshi-单色光模型和光的叠加原理,通过改变四种LED芯片的组合方式(峰值波长、相对光功率配比),对不同色温区的混合白光的显色指数(Ra)、色品质数(Qa)和光视效能(K)进行了仿真计算和光谱优化选择.结果表明:在2 700～6 500 K色温范围内,峰值波长为445 nm,500 nm,560 nm,620 nm的组合可以得到高Ra值和高Qa值;峰值波长为445 nm,535nm,590 nm,615 nm的组合可以得到较高K值.此外还分析了组合白光LED光谱参数对Ra、Qa、K及相关色温的影响.     

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.     

Sb~(3+)掺杂的YAG:Ce荧光粉的合成与发光性能研究

通过高温固相法制备了白光LED用Sb3+掺杂的Y1.94-yGdSbyAl5O12:0.06Ce荧光粉,使用荧光分光光度计研究了样品的发光性能,并采用紫外-可见-近红外光谱分析系统分析了所制荧光粉的封装性能。结果表明,Y1.94-yGdSbyAl5O12:0.06Ce荧光粉为立方晶系,其发射中心波长为550 nm,Sb3+掺杂有助于提高YAG:Ce的发光强度。将合成的Y1.92GdSb0.02Al5O12:0.06Ce(CL-Y-550)荧光粉封装成白光LED,其平均色温为5 376 K,属于冷白;平均显色指数为81.2,达到了基本的应用水平。     

多基色白光LED的配色研究

利用基色光混色的方法对三基色和四基色白光LED进行了配色研究。固定相关色温为(5 500±20)K的条件下,在可见光范围内将不同峰值波长、半宽的基色光进行混色,得到显色指数和光视效能与峰值波长和半宽的关系。其中,三、四基色白光LED的显色指数最高分别达到89和96.7,对应的光视效能分别为353lm/W和340lm/W。同时,计算结果表明,增加基色光的数目后,提高了白光LED的显色性及显色稳定性。     

两基色、三基色和荧光粉转换白光LED配色研究

根据色度学基本原理,对荧光粉转换白光发光二极管(LED)和两基色、三基色白光LED进行了配色计算,得到了距离理想白光点色度坐标(1/3,1/3)小于0.5%范围内的众多基色组合,同时对光视效能、显色指数和荧光粉转换效率等参数进行了分析,提出了荧光粉转换白光LED和两基色、三基色白光LED的最佳基色组合,并在实验上对荧光粉转换白光LED进行了验证。     

三芯片集成高显色指数白光LED的研究

运用基于蒙特卡罗的光线追迹方法,对采用"光转换"兼"多色混合"技术的白光LED的显色指数、相关色温、光通量、光辐射功率、荧光粉颗粒密度和色坐标进行了仿真计算和优化选择。通过改变红、绿、蓝三种LED芯片的组合方式和红、绿、黄三种荧光粉的混合方式及各色荧光粉的密度,在保证有合理的光通量输出的条件下,得到了不同色温区的高显色指数白光LED。从显色指数角度看,冷白、正白和暖白光应分别选择BBB芯片+绿、红色荧光粉、BBB芯片+黄、红色荧光粉和RBB芯片+黄色荧光粉组合。实验上测试了采用这几种组合方式的白光LED光谱、显色指数、色温、光通量和色坐标,实验数据与仿真结果基本吻合。     

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。     

多芯片集成大功率白光LED照明光源

通过对自行设计的集成功率型1W白光LED进行测试，发现当持续点亮900h时，其光通量衰减只有12％，比传统支架型封装的白光LED明显慢，而色温飘移也不明显。1W白光LED的色温可以覆盖2700～13000K，并且显色指数均可做到80以上，完全能够满足普通照明对光性能指标的要求。通过对多颗小功率芯片(60mW)进行不同的串并联组合，可以实现不同的额定电压与电流，可以更好地匹配驱动器的设计，提高整体发光效能，降低成本，并满足不同场合的需求。最后给出了3个典型LED驱动设计实例。     

White-light emission from near UV InGaN-GaN LED chip precoated with blue/green/red phosphors

Phosphor-converted light-emitting diodes (LEDs) were fabricated by precoating blue/green/red phosphors onto near ultraviolate (n-UV) LED chips prior to package into LED lamps. With a 20-mA injection current, it was found that the color temperature T/sub c/ was around 5900 K and the color-rendering index R/sub a/ was around 75 for the "n-UV+blue/green/red" white LED lamps. It was also found that no changes in color temperature T/sub c/ and color-rendering index R/sub a/ could be observed when we increased the injection from 20 to 60 mA. These results indicate that such "n-UV+blue/green/red" white LEDs are much more optically stable than the conventional "blue+yellow" LEDs.     

白光LED封装用蛾眼化荧光玻璃制备及光学性能

针对荧光玻璃封装白光LED存在的全反射损耗问题,制备了一种蛾眼化荧光玻璃用于提高白光LED光学性能。采用光刻和刻蚀工艺在蓝宝石基片的单面上制作出蛾眼阵列结构,再利用丝网印刷和低温烧结工艺在蓝宝石的另外一面制备YAG∶Ce^3+荧光玻璃层,最后将制备的蛾眼化荧光玻璃用于白光LED封装。通过控制荧光层厚度可以有效调节白光LED发光性能,当荧光层厚度为40μm时,白光LED光效为77.8 lm/W,色温为6024 K,显色指数为69.5。与平面荧光玻璃封装结构相比,在100 mA电流下蛾眼化荧光玻璃封装结构的光效提高了24.9%。结果表明,蛾眼化荧光玻璃提高了白光LED光效,有利于促进荧光玻璃封装白光LED的实际应用。     

两基色白光LED的配色研究

从色度学原理出发,简述了两基色白光LED的配色原理,确定了可合成白光的两基色的选取范围和两基色的配比范围,计算分析了两基色白光LED的光视效能和一般显色指数。两基色白光LED具有较高的光视效能,但其显色性却较差,主波长为450 nm左右的蓝光LED与主波长572 nm左右的黄绿光混合得到的白光的光视效能值最大,约为400 lm/w,已接近等能纯白点的理论极值,但一般显色指数只有—0.5。主波长为480 nm左右的LED与主波长为580 nm左右的LED混合得到的白光的一般显色指数值最大,仅为16.2。     

Status and prospects for phosphor-based white LED packaging

The status and prospects for high-power, phosphor-based white light-emitting diode (LED) pack-aging have been presented. A system view for packaging design is proposed to address packaging issues. Four aspects of packaging are reviewed: optical control, thermal management, reliability and cost. Phosphor materials play the most important role in light extraction and color control. The conformal coating method improves the spatial color distribution (SCD) of LEDs. High refractive index (RI) encapsulants with high transmittance and modified surface morphology can enhance light extraction. Multi-phosphor-based packaging can realize the control of correlated color temperature (CCT) with high color rendering index (CRI). Effective thermal management can dissipate heat rapidly and reduce thermal stress caused by the mismatch of the coefficient of thermal expansion (CTE). Chip-on-board (COB) technology with a multi-layer ceramic substrate is the most promising method for high-power LED packaging. Low junction temperature will improve the reliability and provide longer life. Advanced processes, precise fabrication and careful operation are essential for high reliability LEDs. Cost is one of the biggest obstacles for the penetration of white LEDs into the market for general illumination products. Mass production in terms of CoB, system in packaging (SIP), 3D packaging and wafer level packaging (WLP) can reduce the cost significantly, especially when chip cost is lowered by using a large wafer size.     

LED波长一致性和温度均匀性对背光源色差的影响

直下式动态三基色LED背光源具有色域广、寿命长、节能环保、对比度高等优势,但许多因素限制了其颜色的表现力。研究了LED波长一致性、背光温度均匀度两个因素对色差的影响,指出为使色差小于人眼所能分辨范围(CIE1976色坐标体系Δu′v′小于0.005),LED的主波长波动范围应低于5nm,背光源不同位置的最大温差应低于8℃。