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1、第28卷第6期发光学报Vol28No62007年12月CHINESEJOURNALOFLUMINESCENCEDec.,2007文章编号:10007032(2007)06089005白光LED荧光粉涂敷工艺及光学性质1,21,21,21,21刘丽,吴庆,黄先,王健,褚明辉,1111111*张立功,侯凤勤,刘学彦,赵成久,范翊,罗劲松,蒋大鹏(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室,吉林长春130033;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘要:在20mA电流下,对自行设计的白光LED进行
2、测试,发现荧光粉远离芯片封装方法与传统封装方法相比,流明效率提高了20.3%。效率的提高主要是因为减小了LED芯片对荧光粉散射的吸收。同时测得随着正向电流的增加,色坐标x,y的值逐渐减小,色温升高,而光通量呈非线性增加,流明效率逐渐下降。关键词:白光LED;色坐标;色温;光通量;流明效率中图分类号:O482.31PACC:7860文献标识码:A的封装方法,即在芯片和荧光粉间涂覆一层环氧1引言树脂将荧光粉远离芯片。并以这两种方法进行样近年来,长期用于显示领域的半导体光源正品封装,对两种封装方法的样品进行了测试比较以新型固体光源的
3、角色逐步进入照明领域。与传和分析。统光源相比,半导体光源有节能、高效、体积小、寿2实验命长、响应速度快、驱动电压低、抗震动等优点。随着其价格的不断降低,发光亮度的不断提高,半实验样品采用深圳联全公司代售的双电极蓝导体光源在照明领域中展现了广泛的应用前景。光芯片,涂敷本组自制的黄色YAGCe荧光粉。半导体照明的核心是利用半导体发光技术实黄色荧光粉的发射光谱如图1所示,荧光粉的激现白光。实现白光的技术途径主要有两条:一是发光谱如图2所示。芯片为正方形结构,蓝宝石采用红、绿、蓝三基色LED芯片组合生成白光,二衬底,发光波长470nm。为了提高发光
4、效率,部[1]是通过荧光粉转换的方法实现白光。目前蓝分样品采用如图3的封装方法,即首先在烧结、键光LED芯片+黄色荧光粉转换成白光LED技术合好的芯片上涂敷透明的环氧树脂(不含荧光[2~4]占有主导地位。对于这种实现白光的方法,粉),然后固化,固化后把混合均匀的荧光粉和环大多数是将荧光粉和环氧树脂混合均匀直接涂敷氧树脂涂在固化好的树脂上进行二次固化,最后在芯片上。由于在荧光粉涂层实现光转换,使得用树脂进行封装。为了能比较封装的效果,部分蓝光向黄光转换过程中的能量损失转化为热,因样品采用传统的(如图4)封装方法,即把混合均此,荧光粉涂层的温度相对较高
5、,芯片的温度也随匀的荧光粉和环氧树脂直接涂敷在烧结、键合好之升高,从而影响芯片的发光效率。同时,温度的的芯片上然后固化,最后用树脂封装。从采取上[5,6]升高使发射波长漂移,影响了光色。另外,由述两种方法封装好的5mmLED中,分别选取7于荧光粉体和芯片紧贴,使得LED芯片发射的光只在20mA额定工作电流下色坐标接近的单管,和芯片激发荧光粉发出的光经散射返回到芯片被通过串联方式焊接在设计好的电路版上。使用[7]芯片吸收而损失,导致光的取出效率降低。为QGJ7球型光度计和MPF4荧光光度计测试系统了提高白光LED的发光效率,本文提出了一种新来测
6、试每块电路板白光LED的色坐标、色温、光收稿日期:20070625;修订日期:20070724作者简介:刘丽(1983-),女,吉林长春人,硕士研究生,主要从事白光LED的研究。Emai:llisa_nice@163.com*:通讯联系人;Emai:ljdp863@ciomp.ac.cn,Te:l(0431)86176299第6期刘丽,等:白光LED荧光粉涂敷工艺及性质891通和显色指数。电流每增加10mA记录一次,得3结果与讨论出色坐标、色温、光通、流明效率随电流变化的规律,并对测试结果进行分析讨论。图5、图6所示
7、是色坐标x,y随着电流变化的关系曲线。从图上可以看到,两种封装方法的白光LED色坐标x,y随着电流的增加都逐渐减小。色坐标随电流变化,一方面是因为随着电流的增加,pn结温度上升,蓝光的发光峰值向长波方向移动。由于YAG荧光粉的吸收峰位为460nm,随着蓝光波长的红移,YAG荧光粉吸收效率[8]下降,荧光粉被激发而发出的黄光的强度变弱,使色坐标的值也变小。另一方面,电流的增加使pn结温度升高,荧光粉的温度也随之升高,温度对荧光粉的辐射特性也有很大影响。由于温度上升,荧光粉量子效率降低,出光减少,辐射波长[9]也会发生变化。荧光粉辐射特性的改变,也会引
8、起白光色坐标的变化。从图5上还可以看出,在电流较低的情况下随着电流的升高,采用图3方法封装的白光LED色坐标比采用图4方法
