提高基于粉浆法的功率型白光LEDs发光效率的研究

基于水溶性感光胶的自光LEDs平面涂层技术,在蓝光LED芯片表面上得到了可控的荧光粉层．采用降低粉浆中ADC的浓度和提高荧光粉的含量两种措施,减少Cr^3＋在433．6和620nm两处吸收对器件出光效率的影响;新配制的粉浆在暗室中静置3～5h,既可以提高器件的出光效率同时又避免了暗反应带来的影响;在蓝光LED表面上得到粉层后,再涂覆硅胶层,由于硅胶的折射率与粉层的更接近,不但使出光色调偏向蓝光区域而且有更多光子出射,光通量由未加硅胶层时的44．8～59lm提高到了79．4～84．9lm．     

光转换白光LEDs的研究

采用固相法制备YAG：Ce、Gd光转换荧光粉，测量其激发光谱和荧光光谱，发现激发光谱存在2条激发带，其中428—501nm的激发带与GaN LEDs的发射光谱匹配，荧光光谱呈黄色宽带。将荧光粉与GaN管芯用环氧树脂封装在一起，制成白光LEDs，其CIE色度坐标为(0．27，0．33)，显色指数为78.2，发光强度8cd，流明转换效率为6．37，优于市场同类产品。     

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.     

功率型白光LED封装设计的研究进展

综述了功率型白光LED封装的研究现状和存在的问题,着重从LED封装结构和封装材料两个方面进行了详细的评述,在现有蓝光芯片激发钇铝石榴石(YAG)荧光粉来实现节能、高效的白光LED照明的基础上,介绍了可以提高功率型白光LED的取光效率和空间色度的均匀性的各种封装结构和材料.指出新的封装结构、封装材料和封装工艺的有机结合以获得高取光效率,延长功率型白光LED的使用寿命,节约整体封装结构的成本,从而推进LED同体光源的应用是今后功率型白光LED研究的重点.     

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.     

1W级大功率白光LED发光效率研究

研究了1W级大功率白光发光二板管(LED)发光效率随功率变化的关系.实验结果表明,功率在0～0.11W的范围里,发光效率随功率迅速增加;功率达到0.11W时,发光效率为15.6 lm/W;当功率大于0.11W时,发光效率随功率增加开始减小,功率继续增加时,发光效率降低的速度越来越快.在器件额定功率1 W附近,发光效率为13 lm/W.发光效率随功率增加而下降主要是由于芯片温度升高、电流泄漏等导致的载流子有效复合几率下降引起的.     

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。     

影响白光数码管光学性能的研究

通过分析LED封装材料中固晶胶对白光的影响,给出了不同固晶胶对白光LED光衰的效果图;通过分析荧光粉对白光LED光性能的影响,给出了用同一成分荧光粉加不同波长蓝光芯片形成的CCT/Ra关系图、同一波长蓝光芯片加不同成分荧光粉CCT/Ra关系图和蓝光芯片激发下荧光粉的相对亮度随温度的变化;通过分析配粉胶对白光LED光性能的影响,给出了不同折射率硅胶封装的白光LED光衰情况和膜清洗后不同折射率硅胶封装的白光LED光衰情况影响。从而可以依据光性能的需要,选择相应封装材料,并进行白光LED的封装设计与制造。     

白光有机电致发光器件发光稳定性研究

基于红绿/蓝双发光层,制作了结构为ITO/MoO ₃(10nm)/NPB(40nm)/TCTA(10nm)/CBP:R-4B(2%):GIR1(14%,X nm)/mCP:Firpic(8%,Y nm/BCP(10nm)/Alq₃(40nm)/LiF(1nm)/Al( 100nm)的白色全磷光有机电致发光器件(OLED),通过 调节红绿发光层的厚度X与蓝光发光层的厚度Y,研究了不同发光层厚度器件发 光性能的影响。研究发现:当X 为23nm、Y为7nm时,器件的光效和色坐标都具有 很高的稳定性,在电压分别为5、 10和15V时,色坐标分别为(0.33,0.37)、(0.33,0. 37)和(0.34,0.38);在电压为 5V时,电流密度为0.674mA,亮度为158.7cd ,最大电流效率为26.87cd/A;利用电子阻 挡材料TCTA和空穴阻挡材料BCP能够显著提高载流子的复合效率。分析认为:发光层顺序 为红绿/蓝时,更有利于蓝光的出射,从而使白光的色坐标更稳定。     

基于激基复合物主体的高效白光OLED发光性能研究

近年来,白光OLED因其响应速度快、可柔性化、主动发光、面光源等优势,被视为下一代梦幻显示技术,而OLED器件的光效有待进一步提高。以激基复合物主体为载体的高效白光OLED,不仅能够实现低驱动电压与高发光效率,且器件整体结构简洁,实用性与稳定性突出,值得大力推广与实践应用。文章对此展开了分析。     

功率型白光LED的热特性研究

大功率LED照明单元在光通量提高的同时伴随着散热，且普通功率型白光LED多采用蓝光芯片激发荧光粉的方法，随着温度的提升，荧光粉对应的波长会发生漂移。本文从功率型白光LED的发热原理出发，试验了其在脉冲源作用下，用于照明的可能性。试验表明，在此激励源的作用下，LED输出与散热很好，并从理论上进行了解释。     

GaN基白光LED温度特性实验研究

实验研究了恒流驱动条件下,GaN基白光LED的正向电压、发光光谱和发光效率随环境温度的变化情况.结果表明,在输入电流恒定的情况下,随着温度的升高,结电压和发光强度与温度具有良好的线性关系,并且GaN基白光LED的发光颜色总是向蓝光漂移,而小电流驱动时比大电流驱动时蓝光漂移更明显.根据实验结果,分析了器件的最佳额定工作电流.

Abstract：

Under a constant driving current, the changes of the forward voltage, emission spectrum and luminous efficiency of GaN-based White LEDs with the ambient temperature are studied experimentally. It is found that the forward voltage and the luminous intensity depend on the temperature linearly with constant injection current, and luminous colors of GaN-based White LEDs always shift towards blue. And the blue shift with low driving current is more obvious than that with high driving current. According to the results, the best rated operating current of GaN-based white LEDs is discussed.     

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。     

白光LED对直下式TV背光色域的影响

白光LED背光源具有光学特性好、功耗低、寿命长、对比度高、驱动系统简便等优势,但并不是所有的LED产品都适合做背光光源。研究了液晶面板和不同的白光LED产品对色域的影响,指出只有通过选择适当波长的LED和与之相匹配的彩膜,才能得到较高的色彩还原性。一般照明用二波段LED产品由于形成混合峰,相互之间的制约使得其最高只能达到75.2%的NTSC色域;而对三波段LED产品,三波峰相对独立,故能实现较高的84.2%色域。     

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。