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白光LED实现方法

发布日期:2017-08-07
  1,蓝光LED+不同色光荧光粉
 
  其实,白光LED并不是用半导体材料本身直接发出白光,而是由蓝光LED激发涂布在其上方的黄光YAG荧光粉,荧光粉被激发后产生的黄光与原先激发的蓝光互补而产生白光。通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合而得到的白光,其显色性较好。目前这种方法所用荧光粉的有效转换效率较低,尤其是红色荧光粉的效率需要较大程度的提高。如日亚公司市售商品乃是用460nm的InGaN蓝光半导体激发YAG荧光粉而产生555nm的黄光,且已经完全商品化。随着蓝光晶粒发光效率的不断提高以及YAG荧光粉合成技术的逐渐成熟,用蓝光晶粒与黄光荧光粉封装的白光LED已成为目前较成熟的白光LED产品。
 
  利用以上方法封装出来的白光LED有两个严重的问题迟迟没有解决:
 
  a,均匀度问题。因为激发黄光荧光粉的蓝光晶粒实际上参与白光的配色,所以蓝光晶粒发光波长的偏移、强度的变化及荧光粉涂布厚度的改变均会影响白光LED的均匀度。
 
  b,利用蓝光晶粒配上黄光荧光粉的白光LED技术,具有白光色温偏高,显色性偏低等问题。
 
  2,紫外光或紫光(300-400nm)LED+RGB荧光粉
 
  用此外光或紫光LED和RGB荧光粉来合成白光LED的原理和日光灯的发光原理是类似的,但它比日光灯的性能更优越,紫光(400nm)LED的转换系数可达0.8,各色荧光粉的量子转换效率可达0.9。另外还可用紫外光LED激发三基色荧光粉或其它荧光粉,产生多色光而混合成白光。
 
  该方法同样存在所用荧光粉的有效转化效率较低,尤其是红色荧光粉的效率须大幅度的提高的问题。另外目前转换效率较高的红色和绿色荧光粉多为硫化物体系,这类荧光粉的发光稳定性较差,光衰较大,因此,开发的、低光衰的白光LED用荧光粉已成为一项迫在眉睫的工作。
 
  3,利用三基色原理将RGB三种超高亮度LED混合生成白光
 
  利用三基色LED直接封装成白光LED的方法是zui早用于制成白光LED的方式,其优点是不需要经过荧光粉的转换,而由红,绿,蓝光LED直接配成白光。除了可以避免荧光粉转换的损失而得到较佳的发光效率外,更可以分开控制红、绿、蓝光LED的发光强度,达成全彩的变色效果(可变色温)并可由LED波长及强度的选择得到较佳的演色性。这种封装形式的白光LED可得到25-35lm/W的效率,目前主要应用在散热问题较不严重的户外显示广告牌、户外景观灯、可变色洗墙灯等领域。
 
  现在,红,绿,蓝光LED插入效率分别可以达到30%,10%,25%,白光流明效率可达75LM/W。红,绿,蓝三色LED合成的白光的综合性能是,在高显色指数下流明效率可达到200lm/W.
 
  利用三基色原理将RGB三种超高亮度LED混合生成白光的技术,目前存在的主要缺点是混光困难,使用者在此光源前方各处可轻易观察到多种不同颜色的光,并且可在各种遮蔽物后方看到彩色的影子。同时,所使用的红、绿、蓝光LED都是热源,散热问题是其它封装形式的3倍,从而增加其使用上的难度。今后要解决的主要技术难题是提高绿光LED的电光转化效率(目前只有13%)。此外,芯片成本高,但从电子产品性价比发展规律看,半导体灯进入普通家庭照明已为期不远。

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