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。     

硅酸盐型LED荧光粉的表面处理及其性能

采用硅溶胶对Sr2–xBaxSiO4∶Eu2+LED荧光粉进行表面处理,以改善其稳定性、在树脂中的分散性及封装应用的老化效果。考察了硅溶胶用量、处理温度和时间对荧光粉性能影响,分析了表面处理对荧光粉的晶体形貌和发光性能的影响,并对其应用老化性能进行了研究。结果表明,表面处理使硅酸盐荧光粉的初始发光强度提高约2%,可靠性也有所提高,可使封装后的LED的光衰减少6%。     

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。     

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。     

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。     

Study of Phosphor Thermal-Isolated Packaging Technologies for High-Power White Light-Emitting Diodes

A novel packaging configuration for high-power phosphor-converting white light-emitting diodes (LEDs) application is reported. In this packaging configuration, a thermal-isolated encapsulant layer was used to separate the phosphor coating layer from the LED chip and the submount. Experimental and finite-element method simulation results proved that this thermal management can prevent the heat of LED chip from transferring to the phosphor coating layer. The surface temperature of the phosphor coating layer is a 16.8degC lower than that of the conventional packaging at 500-mA driver current for 1-mm power GaN-based LED chip. Experimental results also show that this packaging configuration can improve the light-emitting power performance and color characteristics stability of the white LED, especially under high current operating condition.     

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.     

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。     

一种提高白光LED相关色温分布均匀性的方法

提出一种新的白光LED荧光粉涂敷方式,将荧光粉与硅胶混合体涂敷在白光LED封装用透镜内侧,将透镜倒置后使荧光粉与硅胶混合体由透镜内侧中心点向四周流散,固化得到厚度相对比较均匀的荧光粉层,然后再用硅胶灌封。根据这种新的荧光粉涂敷方式制成白光LED样品,对样品性能进行测试,并与传统的荧光粉涂敷方式的白光LED比较,结果表明,采用新的荧光粉涂层技术制成的白光LED,在相关色温均匀性和稳定性等方面都有明显的提高。     

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。     

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。     

室内VLC白光LED调制带宽拓展

针对室内照明场景应用需求,探究了驱动电流的变化对四种常用LED光源频率特性所产生的影响效果,得出荧光粉LED的频率特性响应几乎不受驱动电流变化的影响的结论。结合硬件预均衡策略对1 W荧光粉LED的调制带宽拓展进行了理论分析和硬件电路设计,测试结果表明:在不对蓝光过滤的条件下,荧光粉LED调制带宽由1 MHz提高到了32 MHz,单盏荧光粉LED在非归零-开关键控（non-return-to-zero on-off-keying,NRZ-OOK）调制下可达到26 Mbit/s的传输速率,误码率7.5510-6,传输距离达到3 m,符合于室内照明通信对传输距离的要求。     

功率型白光LED平面涂层技术研究

基于水溶性感光胶的白光LED表面涂层技术,阐述了含有荧光粉感光胶悬浮液的配比和封装结构对白光LED出光效率的影响,提出了相应的改进措施,通过实验证实提高了白光LED器件的整体性能.同时,对利用该法得到的功率型白光LED进行了光衰减测试,LED在700mA电流下点亮168 h后,光输出为初始光输出的95.95%,满足实用要求.     

Phosphor Thermometry in White Light-Emitting Diodes

A method for the in situ measurement of phosphor temperature in high-power white light-emitting diodes (LEDs) was demonstrated. The method is based on the dependence of the fluorescence decay time in inorganic phosphors on temperature. The decay time was estimated using the frequency-domain technique, which relies on the measurement of the phase shift of the sinusoidal waveform of fluorescence relative to that of the photoexcitation, obtained by driving the LED at high-frequency current. LEDs containing a single phosphor ("cool-white") and a phosphor blend ("warm-white") were examined. By comparison of the phosphor temperature with that of the LED junction and metal mount, the character of the spatial profile of temperature within the LED packages was revealed     

LED远程封装光学研究现状

通过蓝光芯片荧光粉转换及三基色混光合成的白光LED照明等产品已得到了广泛应用,但目前LED照明等产品还存在着光强、光形和色温等分布不均匀的问题。针对近期通过荧光粉本身粒度控制及分布控制、远程平面荧光涂层、球形荧光涂层、TIR棱镜集成及混光匀光等方式,改进了LED封装的工艺和技术,通过二次光学设计改善了LED封装中的光强、光形、色温分布等,并对相关光学研究的进展进行了综述。     

Direct correlation between reliability and pH changes of phosphors for white light-emitting diodes

The reactivity of phosphor with water was investigated by measuring pH change, and the results are compared with long-term reliability test results as well as scanning electron microscope (SEM) and inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) results. We found that the slope of pH change strongly depends on phosphor composition and represents a long-term reliability test result induced by phosphor in an LED package.     

用于白光LED的掺杂Ce-YAG荧光玻璃的研制

制备并测试了一种新的用于白光LED的掺杂Ce-YAG荧光玻璃。分别在1 300~1 500℃的空气和氮气中制备出Ce-YAG荧光玻璃。在对不同工艺条件下制得的样品进行了对比和分析的基础上,得到了较理想的制备工艺。结果表明,制得的Ce-YAG荧光玻璃被波长为465 nm(蓝色LED的波长)的光波激发,于550 nm处出现发射峰,表明该样品可应用于白光LED的封装。     

蓝光LEDs的转换荧光粉发光效率的测量

本文研究了YAG:Ce荧光粉的色点红移的现象.当YAG晶格点阵中的Y被 Gd 激发或添加了Pr作为 Ce 的共同催化剂时就会发生这种现象.测量了在(Y,Gd)AG:Ce和YAG:Ce,Pr荧光粉样品内部的效率,其激发光线的波长为 470 nm.其结果表明这两种荧光粉的发光效率分别随着Gd和Pr聚集而降低.SrGa2S4:Eu.是另外一种常用的转换蓝光 LED 的颜色的荧光粉.室温下,这种荧光粉效率很高,理论上其发光效率比 YAG:Ce 的发光效率高出 33%.对这种荧光粉效率的测量结果表明其制作过程是影响性能的主要因素.将这种荧光粉印刷在放在-个或多个蓝光 LED 前面的屏幕的表面,测得其发光效率高达 364 lm/W.     

大功率白光LED封装工艺技术与研制

与传统的白炽灯、荧光灯照明相比,由于大功率白光LED具有显著的节能、环保、使用寿命长等一系列不可比拟的优势,代表着新型绿色、环保照明的发展方向,正迅速进军照明领域.从1 W大功率白光LED的封装工艺技术出发,在分析比较了几种产生白光LED方法的成本、性能的基础上,最终选取性价比相对较高的"蓝光芯片+YAG荧光粉"产生白光LED的制作方法.实践证明,在提高大功率白光LED发光效率、均匀性和稳定性等方面,还需要进一步开发新材料,采用新工艺.     

MgAl2O4透明荧光陶瓷用于白光LED的初步研究

简单介绍了白光发光二极管（LED）中与荧光转换材料和封装工艺相关的现状和存在问题,重点介绍了烁光特晶科技有限公司研制的新型铝酸镁荧光透明陶瓷材料。采用自制的铝酸镁粉体分别混合自制和市售的荧光粉制备了荧光透明陶瓷,对其加工并替代传统白光LED中的荧光粉层和环氧树脂封装外壳进行了封装测试。由于荧光转换物质在透明陶瓷中均匀分布,解决了传统工艺中荧光粉易沉降的问题,有利于出光的均匀性;陶瓷材料比树脂等有机材料热导率高,加快了散热;同时,荧光陶瓷机械强度高、耐腐蚀、耐磨损,可直接作为封装外壳,简化了封装工艺,可拓展LED的应用范围。