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功率型白光LED光学特性退化分析

上传人:LEDth/整理

上传时间: 2014-11-13

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作者周舟/冯士维/郭春生/张光沉/吴艳艳
单位北京工业大学电子信息与控制工程学院
分类号TN383
发表刊物光谱学与光谱分析
发布时间2012年10月

  引言

  作为新一代照明光源,LED具有节能、环保、寿命长、体积小、响应快等特点,是近年来全球最具发展前景的高新技术领域之一[1]。全球范围内环境保护力度的持续加强以及产品性能的不断提高,使得LED获得了巨大的市场空间[2。“目前工业上用LED实现白光有多种方式:蓝光芯片上涂敷黄色荧光粉;蓝光芯片上涂覆绿色和红色荧光粉;紫外光芯片上涂敷三基色或多种颜色的荧光粉;多芯片合成白光等等。其中使用最广泛的是第一种制法,即用高效的In—GaN/GaN基蓝光LED芯片激发YAG:Ces+荧光粉,由蓝光和黄光混合形成白光[5]。这种方式对比于其他制法来说,发光效率较高,但因为在青色和红色方面光谱不足,导致显色性较差,且难以满足低色温照明的要求。

  即便如此,蓝光芯片涂敷YAG荧光粉制成的白光LED仍可以胜任一般显色性照明的需要,且可以通过添加橙色或红色荧光粉来增加红光比率,提高色温和显色指数。所以,为了推进LED在照明领域的全面普及,研究蓝黄光混合的白光LED的老化性能,提高其在应用阶段的可靠性,成为业界非常重要的课题[6’7]。本工作用GaN基功率型蓝光芯片涂敷YAG荧光粉制成白光LED,对其施加900 mA的老化电流,在老化过程中测试样品的主要光学参数及电流一电压关系曲线,推断芯片和荧光粉的退化情况,分析了光学参数变化的起因。

  1实验部分

  用Cree公司生产的GaN基功率型蓝光芯片,涂敷YAG荧光粉和透明硅胶封装成额定功率为1 w的白光LED。将制成的样品固定在可施加电流应力的老化台上,设定工作电流值为900 mA。LED样品的金属管壳紧贴在老化台铝制散热板的导热膜上,以保证良好的热接触。用浙大三色的LED光学参数测试系统测量样品的光学参数,每次测量均回到LED的额定工作电流350 mA下进行,测试平台的温度设定为25℃。电学测试设备为Agilent 4155,主要测量样品的Fy特性。

  图l为LED样品涂敷YAG荧光粉和透明硅胶前后测得的光谱分布情况。使用芯片的峰值波长为445~448咖,涂敷YAG荧光粉以后,大量蓝光经过荧光粉吸收转换成黄光,黄光辐射量占整个光输出的84%左右。使用灌封硅胶以后,由于其聚光作用,测得的辐射通量由236 mW提高到293mW。通过在老化过程中阶段性地测试完好封的自光LED样品的光学参数以考察其退化情况。

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