前言

　　近年来, 随着LED 技术的不断进步, 白光LED 在发光效率、使用寿命以及成本控制等方面都取得了长足进展。目前市场上主流的大功率白光LED 主要是以GaN 蓝光芯片激发发射黄光的荧光粉获得白光。尽管该类LED 在发光效率方面不断提升, 但其在显色指数( Ra) 指标上的不足, 阻碍了其在普通照明领域的应用和推广。

　　为了获得高显色白光LED, 目前多采用向黄色荧光粉中加入少量红色荧光粉, 以弥补光谱中红光的不足[ 1,2] 。但目前以硫化物体系为主的红色荧光粉由于在发光效率以及化学稳定性方面的不足, 仍难以很好地满足实际应用[ 3] 。而氮化物红粉以其良好的化学稳定性在应用于高显色白光LED 时表现出一定的优势, 但是由于氮化物红粉的激发光谱覆盖了几乎整个黄绿光波段, 导致最终白光的效率低下, 难以有效满足实际应用。此外, 还有通过红光LED 所发出的红光来来提升显色指数的方法, 但该方法在驱动控制及出光均匀性等方面存在问题, 难以普及推广[ 4] 。

　　本文以蓝光LED 芯片作为激发光源, 通过封装试验, 系统研究对于特定的荧光粉, 蓝光芯片波段和白光LED 色温对显色指数的影响, 以确定优化的组合方案。在此基础上, 采用自制的新型绿粉和黄粉复配使用, 研究白光LED 中的蓝光芯片波段和色温与显色指数的对应关系, 最终制备出高显色白光LED。

　　1、试验方法

　　采用自制H104 型荧光粉( 如图1 所示) 制作白光LED。该荧光粉发射主波长为570 nm, 与目前市场上使用最普遍的日本进口商用粉波长一致。蓝光LED芯片采用韩国EPivally 公司系列产品( 主波长分别为455~ 457??5 nm, 460~ 462??5nm, 462??5~ 465 nm) 。工作电流350mA。

图1、自制荧光粉SEM照片

　　为了进一步获得更高显色指数的白光, 选用双组分荧光粉制作白光LED。该荧光粉峰值波长分别为530 nm 和579 nm, 发射主波长分别为560 nm 和579nm。其发射光谱如图2 所示。

图2、双组分荧光粉的发射光谱

　　本实验采用9 组白光LED 进行对比, 每组白光LED 的样本数量为10 个。使用杭州远方光电信息有限公司PMS50 型LED 光谱分析系统对封装好的白光LED 的光通、光效及显色指数等光学指标进行检测后, 对每组数据求均值后再进行后续比较。

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