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功率型白光LED封装技术发展的四个趋势_0

来源:http://www.sh-pv.com 责任编辑:环亚ag88 更新日期:2018-09-18 11:59

  功率型白光LED封装技术发展的四个趋势

   1996年,Nichia公司的Nakamura等初次运用蓝光led结合黄色荧光粉转化组成了白光LED。他所选用的黄色荧光粉为Y3Al5O12:Ce3+(简称YAG:Ce3+),这种荧光粉在470nm波段邻近有较强的宽带吸收,然后激宣布540nm邻近的黄光,LED自身发射的蓝光与荧光粉激起的黄光结合构成白光。后来,YAG:Ce3+因其转化功率高、热稳定性好以及激起波段宽等优势,成为白光的干流技能。

  趋势一:新式荧光粉的开发

  YAG:Ce3+是最早被广泛应用于白光LED技能中的一种荧光粉,可是因为其发射光谱中赤色成分较少,难以取得较高显色指数和低色温的白光LED;另一方面,半导体照明的持续开展推进人们开宣布更高转化功率的荧光粉。前期,经过在YAG:Ce3+中参加(Ca,Sr)S:Eu2+、(Ca,Sr)Ga2S4:Eu2+红绿色荧光粉来完成高显色指数、低色温的要求,可是因为这类碱土金属硫化物物理化学性质不稳定、易潮解、蒸发和具有腐蚀性等问题,不能满意LED照明工业的需求。近来,人们开发了一种热稳定性和化学稳定性优异的赤色荧光粉,能彻底代替碱土金属硫化物完成高显色指数、低色温白光LED,因其具有硅氮(氧)四面体结构,被称为氮氧化物,具有更高的激起功率。

   当时,国外公司在LED用荧光粉方面技能老练,且持有大部分重要专利。他们经过对荧光粉专利的操纵而占有LED商场,YAG:Ce3+荧光粉的专利首要由Nichia占有[U.S. 5998925],Osram则占有了Tb3Al5O12: Ce3+的荧光粉专利[U.S. 6812500, 6060861, 65276930],TG、LWB和Tridonic持有掺Eu2+(SrBaCa)2SiO4Si:Al,B,P,Ge..的专利[U.S. 6809347],Intematix持有掺Eu2+(SrBaMg)2SiO4O:F,Cl,N,S..的专利[U.S. 20060027781, 200627785, 200628122]。反观国内,LED用荧光粉方面的研讨大多会集在科研院所,首要是对现有荧光粉资料的组成和发光等物性的研讨上,而在工业化技能的开发上做的不行。

  趋势二:白光LED光学模型的树立及开展

  荧光粉应用于白光LED,还需依据LED的具体需求而定,比如荧光粉的颗粒巨细等等。对荧光粉的研讨首要会集在荧光粉的光学性质对白光LED封装功能的影响,例如取光功率[1-3]、色彩空间散布[4,5]以及光色质量[6,7]上面。在这些研讨中,选用蒙特卡洛光线追迹的办法使用光学软件模仿LED封装结构的光学功能,将荧光粉层处理成Mie散射资料,这样可以经过光学模仿取得白光LED的激起和发射特性,可是模仿没有考虑到荧光粉具体的散射特性,短少试验验证。Narendran[8]、Zhu[9]、Kang[10]和Z. Liu[11]则经过试验具体的研讨了荧光粉的光学性质。

  趋势三:新式荧光粉涂覆办法

  传统的荧光粉涂覆办法为点粉形式,即荧光粉与胶体的混合物填充到芯片支架杯碗内,然后加热固化。这种涂覆办法荧光粉量难以操控,而且因为遍地激起光不同,使得白光LED简单呈现黄斑或许蓝斑等光色不均匀现象。Philips Lumileds公司提出了保形涂覆的荧光粉涂覆办法,它们在倒装LED芯片外表掩盖一层厚度共同的荧光粉膜层,提高了白光LED的光色稳定性。也有公司选用在芯片外表堆积一层荧光粉的办法来完成激起。这些涂覆办法都是将芯片与荧光粉触摸。H. Luo等研讨者的光学模仿成果表明,这种荧光粉与芯片触摸的近场激起办法,增加了激起光的背散射损耗,降低了器材的取光功率[1]。澳大利亚的Sommer选用数值模仿的办法模仿Philips Lumileds的荧光粉保形涂覆结构,成果显现这种涂覆办法并不能供给更好的视点均匀性[4]。跟着对白光LED光学模仿的深化,荧光粉远场激起的计划显现了更多的优越性。

  趋势四:大电流注入及散热结构

  为了满意通用照明高光通量的需求,人们提高了单颗芯片的驱动功率,以往1W的大功率芯片被注入到3W、5W,乃至更高。这使得白光LED的热问题越来越严峻,人们选用各种散热技能,如热管、微热管[12]、水冷、风冷等办法对LED施行散热。

   【修改:Vessel 】

  

   白光LED荧光粉LED照明

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