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标题: LED发光原理 [打印本页]

作者: fdsadfdsid 时间: 2016-6-19 16:48
标题: LED发光原理
常见实现白光的工艺方法有如下三种：
　　1)蓝色芯片上涂上YAG荧光粉,

是在蓝光LED芯片外面涂覆荧光粉。具体的工艺是将发射光的波长主峰在450~470nm范围内的蓝光LED芯片焊好后，在其表面涂覆稀土钇铝石榴石（YAG）系列荧光粉。这种荧光粉在蓝光辐射下会发射黄光，这样，部分蓝光转变成黄光，和剩余的蓝光混合而形成白光LED。

由于稀土钇铝石榴石荧光粉有两个特点：一是它的发射光的波长主峰在500~580nm范围内，即黄光区域的任意位置；二是它的最佳激发波长在430~480nm范围内的不同位置。因此，选用该系列荧光粉加上配有不同波长蓝光的LED，就可以制备不同色温的白光LED。

有人为了避开专利问题，采用“蓝光LED+绿色荧光粉+红色荧光粉”的办法来制作白光LED，即用蓝光LED激发绿色和红色荧光粉。其中绿色荧光粉可采用发射光的波长主峰为500~530nm的稀土钇铝石榴石荧光粉。而对于红色荧光粉，目前尚未找到一种发光效率足够高的材料，通常是采用铕/锰激活的氧化物或盐类化合物，也可能是用铕激活的有机发光材料。改进荧光粉之后，红光部分有显著增强。

　　2)RGB 三基色多个芯片或多个器件发光混色成白光;
RGB三基色混合成白光也是制作白光LED的一种方法。这种方法将LED的红、绿、蓝三种芯片组合在一起，通过电流让它们发出红、绿、蓝三种基色光，然后混合成全彩色的可见光。这种方法得到的白光有良好的显色性能、较宽的色温范围，所用的材料和LED芯片也能方便获取。

这种方法经常在三个LED芯片中加入一个控制电流IC（集成电路）芯片。一方面可控制供给LED的各个芯片的恒定电流，防止因LED工作电流变化引起光的主波长偏移而变色，继而使白光的色温也发生变化。另一方面，可以控制通过三个RGB LED芯片的电流大小，从而使三个芯片的发光强度相应发生变化，实现三基色光混合比例随之发生变化，这样就可以产生多种变换的色彩。通过这种方法生产的LED产品很受人们的欢迎。

目前，市场上使用LED三基色RGB芯片混合白光的产品分为三类：

·将三个红、绿、蓝芯片封装在φ5mm~φ10mm的一个组件内，红、绿、蓝的发光强度比例固定并接通电流，这样发出的就是白光。

·可以加装一个IC芯片，控制三个芯片的工作电流大小，三种基色光强随电流大小变化，使发出的混合光颜色随之变换。

·可做成W级大功率LED，将功率级芯片的红、绿、蓝三基色混合成白光。这种合成的白光视角大、亮度高，特别适合作为各种灯箱广告的背光源和多彩变换的夜景灯，以美化环境、亮化城市。

　　3)在紫外光芯片上涂RGB 荧光粉,
利用紫光激发荧光粉产生三基色光混色形成白光。但目前的紫外光芯片和RGB 荧光粉效率较低,环氧树脂在紫外光照射下易分解老化。

照明用W级功率LED产品要实现产业化还必须解决如下技术问题：
　　①粉涂布量控制：LED 芯片+荧光粉工艺采用的涂胶方法通常是将荧光粉与胶混合后用分配器将其涂到芯片上。在操作过程中,由于载体胶的粘度是动态参数、荧光粉比重大于载体胶而产生沉淀以及分配器
　　精度等因素的影响,此工艺荧光粉的涂布量均匀性的控制有难度,导致了白光颜色的不均匀。
　　②芯片光电参数配合：半导体工艺的特点,决定同种材料同一晶圆芯片之间都可能存在光学参数(如波长、光强)和电学(如正向电压)参数差异。RGB 三基色芯片更是这样,对于白光色度参数影响很大。这是产业化必须要解决的关键技术之一。
　　③根据应用要求产生的光色度参数控制：不同用途的产品,对白光LED 的色坐标、色温、显色性、光功率(或光强)和光的空间分布等要求就不同。上述参数的控制涉及产品结构、工艺方法、材料等多方面因素的配合。在产业化生产中,对上述因素进行控制,得到符合应用要求、一致性好的产品十分重要。

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