远程荧光LED器件影响因素研究

远程荧光技术是传统LED封装散热不良问题的解决方法之一。本文用红色和黄色荧光粉以及光固化树脂,通过光同化方式制备了荧光转换膜,并制备了简单的远程白光LED器件,研究了荧光粉组成、芯片与荧光转换膜的距离及输入电流对远程自光LED器件光学特性的影响,实验结果表明,荧光粉的组成比例对显色指数,色温等都有影响,而荧光转换膜与芯片的距离以及输入电流对器件的光学特性影响不大。本实验还通过添加光扩散剂解决了白光LED芯片发光刺眼问题。研究结果可为新型白光LED的结构设计提供参考。     

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。     

基于远程荧光粉与白光LED封装散热技术研究

远程荧光粉型白光LED封装散热设计有效改善封装技术存在色温漂移、出光不均匀和荧光粉性能衰减快等缺陷,可用于大功率LED及COB集成封装产品,是大功率白光LED散热封装设计技术的再次创新。重点研究如何将远程荧光技术与大功率LED集成封装技术结合制备,提升封装整体发光效率,使LED封装设计的自由度更大。     

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。     

高显色白光LED的荧光粉应用方案初探

重点针对5 700K的正白光,采用绿色、黄绿色及红色荧光粉分别进行了双组分和三组分荧光粉的封装研究,通过分析比较荧光粉的光谱结构、光效和显色指数之间的关联性,确定了具有不同显色指数白光LED对应的荧光粉优选方案.     

LED白光芯片的光色一致性及光谱优化设计方法研究

基于晶圆级芯片尺寸封装工艺的LED白光芯片具有高效节能、低热阻、小尺寸特点,被认为是未来制备高品质全光谱LED光源和模组的主要发展方向之一。针对自主研发的具有五面出光角度特点的LED白光芯片,采用光谱功率分布分析方法研究封装材料和尺寸对白光芯片光色一致性的影响。研究结果表明:(1)荧光层厚度和蓝光芯片输出功率对于白光芯片的颜色一致性影响显著,因此在LED白光芯片的量产过程中需要严格控制压膜工艺的精度和芯片来料的输出功率;(2)LED白光芯片的光效与理论光效和蓝光芯片转化效率的乘积呈线性关系,且相对色温越低,线性相关系数越小。最后,建立了一套高效实用的配粉设计流程,针对配粉实验提出了一种快速优化光谱设计方法来制定最佳荧光粉配比,为LED白光芯片工艺设计提供指导。     

高光效荧光粉封装应用研究

采用由新型制备技术合成的超高亮度蓝光转换型LED荧光粉进行了白光LED的封装测试,对比分析了该种荧光粉和市售商用荧光粉物化特性与白光LED的光学特性之间的关联性。结果表明,该种荧光粉由于在微观形貌、温度猝灭以及光效等方面的改善,有效提高了白光LED器件的光学性能,光效提升幅度达12％,1000h光衰小于4％。     

白光LED用氮（氧）化物荧光粉研究进展

综述了近年来氮（氧）化物荧光粉的制备方法、品格结构、发光性质及其在白光LED中的应用情况。此类荧光粉因其结构的多样性和电子云扩大效应的影响,一般在紫外-蓝光区具有高的吸收效率,并且随着基质和激活离子的改变,发射光谱可覆盖整个可见光区域,适用于制造白光LED。利用氮（氧）化物荧光粉封装的白光LED具有色温可调性强、发光效率高、色坐标稳定性好、显色指数高等优点。最后提出了氮（氧）化物荧光粉研究中尚未解决的问题.     

YAG荧光粉在白光LED封装中的应用

采用蓝光芯片涂敷黄色钇铝石榴石(Yttrium Aluminum Garnet,YAG)荧光粉封装制成白光LED,详细讨论了荧光粉的主波长对白光LED色坐标的影响,同时考察荧光粉涂敷浓度对光效、显色指数的影响。结果表明,随着荧光粉涂敷浓度的增加,制得的白光LED的色坐标x和y可以回归成1条直线,主波长越短的荧光粉其回归直线斜率越大,回归直线相交于蓝光芯片的色坐标点;白光LED的光效和显色指数均随荧光粉涂敷浓度的增加先增加再减少。     

离心沉降工艺对白光LED器件色区的影响

在LED点胶工艺中,由于荧光粉受自身重力影响而引发沉降问题一直阻碍白光LED器件良率的提升,本文研究了荧光粉沉降对LED器件光电参数的影响,实验结果表明LED器件的光电参数会随着荧光粉沉降发生变化,但是沉淀时间达到8 h以后,LED器件光电参数趋于稳定。基于此,本文研究采用离心沉降工艺来加速荧光粉的沉降速度,让荧光粉在短时间内加速沉降至LED芯片表面,有效解决荧光粉自身沉降引起的色漂移,改进白光LED器件色区分布,实现LED器件颜色集中度进一步提升的目标。     

超高显色指数、全光谱白光LED封装技术

选取可被蓝光激发的几种重要的LED用荧光粉,研究不同搭配方案对白光LED显色指数R_a,特别是特殊显色指数R_(12)的影响规律,为实现超高显色指数、全光谱白光LED提供封装方案。采用蓝光LED芯片搭配铝酸盐黄绿粉Y_3(Al,Ga)_5O_(12):Ce~(3+)+氮化物红粉(Sr,Ca)AlSiN_3:Eu~(2+),通过调节荧光粉波段及配比,分别在色温T_c=6 000 K、4 000 K、3 000 K时研究实现超高显指的封装方案;添加氮氧化物蓝绿色荧光粉BaSi_2O_2N_2:Eu~(2+),采用蓝光LED芯片+氮氧化物蓝绿粉+铝酸盐黄绿粉+氮化物红粉的封装方案实现全光谱;对添加氮氧化物蓝绿粉对R_a和R_(12)的影响关系进行分析讨论。实验结果表明,添加氮氧化物蓝绿粉后,对白光LED的R_a和R_(12)均有较大的提升作用,并且随色温的升高,对显色指数的提升作用逐渐增强,在T_c=6 000 K、4 000 K、3 000 K时,R_(12)分别增加了22、9和2,特别是在正白色温下,显色指数R_a增幅达到6.7。     

双路不等功率恒定电流输出的LED驱动电路设计

我们提出了在LED光源中加入一组红光LED芯片,并在荧光粉层中减少红色荧光粉的使用量。实验得出,这种光源具有高显色指数、高光效的优点。要实现白光LED达到不同的色温,蓝光LED和红光LED的电流要求不一样,因此设计了一种双路不等功率恒定电流输出的LED驱动电路,能同时为LED光源的蓝光LED和红光LED提供不同的恒定工作电流。封装后的白光LED经过测试结果表明,所设计的电路能够满足白光LED高显色指数、高光效的要求,能够广泛应用于商业照明场合。     

(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。     

Ce,Gd∶YAG单晶复合K_2SiF_6∶Mn~(4+)红色荧光粉的制备及其光电性质的研究

采用提拉法生长共掺Ce和Gd的钇铝石榴石单晶(Ce,Gd∶YAG),开展了白光LED用新型YAG单晶复合K_2SiF_6∶Mn~(4+)荧光粉材料的制备和光谱性能研究。检测到Ce,Gd∶YAG单晶在激发波长为460 nm处有强烈的激发带,可证实存在能量传递。发现当Y~(3+)部分被Gd3+取代后,发射峰向长波长方向移动。研究了Ce∶YAG单晶厚度的变化对其色坐标、亮度、发光效率和色温的影响,发现Ce,Gd∶YAG单晶制备的LED器件发光中红光成分还是不够。为了缓解白光LED用Ce,Gd∶YAG单晶仍然缺少红光的问题,采用丝网印刷法将红色荧光粉K_2SiF_6∶Mn~(4+)印刷在Ce,Gd∶YAG单晶衬底上制备白光LED。研究了不同含量的K_2SiF_6∶Mn~(4+)红色荧光粉对其色坐标、亮度、发光效率和色温的影响。研究发现,随着含量的增加,器件的发光由冷白光逐渐向暖白光区域移动,色温有所降低,显色指数上升。Ce,Gd∶YAG单晶复合红色荧光粉的思路可以对LED照明发暖白光有所参考。     

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。     

低色温高显色性白光LED制备及其性能的研究

通过在YAG黄色荧光粉中掺杂两种红色荧光粉进行白光LED封装测试,研究了这两种红粉对白光LED色温和显色性的影响,实验表明,调整YAG荧光粉与两种红色荧光粉的配比,能够制造出低色温、高显色性的白光LED。     

新型荧光粉膜片封装LED及其应用分析

采用模具法制备均匀的固态荧光粉膜片,并采用贴装方式封装得到荧光粉膜片贴装的LED白光元器件,与传统点胶封装技术SMD进行了对比。研究发现,在出光效率、光色一致性和老化性能方面具有独特的优势,并分析了产生这些优势原因。可以预见,采用固态荧光粉膜片封装的LED白光元器件在未来将得到广泛的应用和推广。     

注重功率型LED二次光学设计

以GaN基功率型蓝光LED加黄色荧光粉合成白光的技术具有生产成本低,器件性能稳定和市场容易接受等优点,是最经济有效的产生自光的技术路线,目前半导体照明几乎全部采用此种技术路线。但是基于传统封装的白光LED器件并不能简单用于照明或代替传统照明光源,原因在于白光LED器件是高亮度、小光通光源。如果在光学上不进行处理,LED的光源会非常眩目,照度均匀性会很差,从而在照明效果上不如传统照明光源,最终导致用户和市场不能接受。     

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。     

荧光粉在高显色白光LED中的应用技术研究

采用蓝光LED芯片作为激发光源,通过封装试验研究了荧光粉发射波段、蓝光芯片波段、白光LED色温和显色指数的关联性。在分析单一组分荧光粉制作的白光LED的基础上,进一步对双组分荧光粉方案进行了试验研究。结果表明当采用绿光荧光粉配合橙黄光荧光粉的双组分方案后,在光效较普通白光LED下降幅度小于15％的情况下,显色指数Ra得到显著提升（86．7）。