白光LED光效改進方法討論(圖)
上傳人:肖從清 上傳時間: 2009-04-14 瀏覽次數(shù): 1268 |
摘要:白光LED因綠色環(huán)保、高效節(jié)能以及長壽命的優(yōu)點得到人們的高度重視,但是LED照明產(chǎn)品的開發(fā)是一個系統(tǒng)工程,除了提升光源本身的亮度外,還涉及到散熱、二次配光、控制電路、電源等一系列問題。目前,LED光源的亮度還不夠高,所以大家把LED照明產(chǎn)品的功率做得較大,這樣一來就帶來了成本增加、散熱結構復雜、電源和控制設計困難等一系列問題。如果LED光源的光效能得到大幅提升,其他如價格、散熱、驅(qū)動電路、以及配光等環(huán)節(jié)的問題處理起來就更加容易,所以白光LED光效的提升至關重要,它是LED照明走向普通照明的重要環(huán)節(jié),下面本文就LED光效的改進方法作一些討論。
關鍵詞:白光LED;光效;材料;工藝
在當前能源日益短缺的情況下,以日本和歐美等為主的發(fā)達國家已經(jīng)在城市公共照明領域進行半導體照明的改造工程,同時,我國政府也在倡導要大力發(fā)展LED照明產(chǎn)業(yè),全力推進半導體照明工程,LED照明的國際、國內(nèi)市場前景巨大。但LED要全面取代傳統(tǒng)照明,光效的提升是一個至關重要的環(huán)節(jié)。
白光是一種多顏色的混和光,目前白光LED的制造方法主要有以下幾種方式:
1.R+G+B(LEDChip)
2.B(LEDChip)+YellowPhosphor(熒光粉)
3.B(LEDChip)+(R+G)Phosphor(熒光粉)
4.B(LEDChip)+(Y+R)Phosphor(熒光粉)
5.B(LEDChip)+(Y+G)Phosphor(熒光粉)
6.UV(LEDChip)+(R+G+B)Phosphor(熒光粉)
其中第一種方法是將R、G、B三色LED晶片封裝在一起,通過RGB混光的方式得到白光;第二種是藍光LED晶片加YAG黃色熒光粉的封裝方式,通常以450nm-465nm的藍色光激發(fā)YAG黃色熒光粉產(chǎn)生黃光,該黃光與透過YAG熒光粉而沒有被吸收的藍光混合而產(chǎn)生兩波長的白光,這項技術的發(fā)明者為日亞化學(美國專利:US5998925);第六種方法是通過紫外光激發(fā)R、G、B三基色熒光粉,從而產(chǎn)生R、G、B三色光混合的白光(美國專利:US5952681)。
紫外光激發(fā)三基色熒光粉的封裝方式發(fā)光原理與日光燈的相同,都是由三基色熒光粉吸收能量而發(fā)出三色光,再經(jīng)混合而得到白光。這種發(fā)光模式發(fā)出的白光顯色性較好,但目前這種封裝模式還受到一些材料特性和制程技術的制約,例如目前尚無抗衰減、高效率的功率型紫光LED晶片;封裝材料選擇困難,一方面這些封裝材料必須抗紫外光,不會因為紫外光的照射而產(chǎn)生劣化;另一方面這些封裝材料還要能阻擋紫外光的外泄,以避免對人體產(chǎn)生傷害。
目前,第一種和第二種是最常用的白光LED制造方法,尤其是以藍光激發(fā)黃色熒光粉而得到白光的這種方法,已被用于工業(yè)化量產(chǎn)。這種制造技術其發(fā)光效率高低主要取決于材料(晶片、熒光粉、膠水)的優(yōu)劣和生產(chǎn)制程的過程控制,下面我們就這幾方面的問題作一些討論:
材料:
1.晶片
晶片本身的功率是白光LED光效的決定因素,目前常見的藍光晶片制造方式有下列四種類型:
A.以Cree為代表的SiC或者Si襯底(圖一)
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