暖白光LED光源色飄移機理分析
1.引言
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/221890.htm隨著環(huán)境保護要求的不斷提高,照明產(chǎn)品也開始向節(jié)能高效的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的照明產(chǎn)品光效低,壽命短,不利于長期發(fā)展,這就為LED照明準備了市場。LED燈的光效可以達到白熾燈的8至10倍,節(jié)能燈的2倍,壽命也可以達到50000-100000小時,與傳統(tǒng)的照明產(chǎn)品相比有很大的優(yōu)勢。隨著技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展和產(chǎn)品的不斷推廣,LED照明產(chǎn)品的價格不斷降低,開始邁入普通照明市場。
不同的空間需要不同光色的照明,選擇合適光色的光源也是燈具選擇的一個重要部分。暖白色的燈光色溫在3000K左右,光色偏黃色,可以營造溫馨的照明環(huán)境,因此受到家居照明和一部分工程照明領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。
暖白光LED可以通過以下幾種方法實現(xiàn):(1)藍光LED+黃色熒光粉+氮化物系紅色熒光粉;(2)藍光LED+單一YAG橙黃粉;(3)藍光LED+黃色熒光粉+硅酸鹽橙色熒光粉;(4)藍光芯片+黃色熒光粉+紅光芯片。其中第一種方案,顯色指數(shù)高,穩(wěn)定性較高,但整體光效相對偏低,成本較高;第二種方案穩(wěn)定性高,成本低,但顯色指數(shù)較低。第三種方案成本較低,光效高,是現(xiàn)階段所有方案中光效最具優(yōu)勢的,但收硅酸鹽熒光粉本身化學穩(wěn)定性的影響,穩(wěn)定性相對較差,顯色指數(shù)低。第四種方案光效高,顯色指數(shù)高,但成本高,且難以控制光色穩(wěn)定性。綜合各種技術(shù)方案的優(yōu)劣,目前方案1和方案3已經(jīng)逐漸成為主流,前者因其在光效和顯色指數(shù)方面的綜合優(yōu)勢主要應(yīng)用在室內(nèi)主照明領(lǐng)域,而后者因其在光效方面的顯著優(yōu)勢,目前多應(yīng)用于室內(nèi)輔助照明或室外照明。
作為暖白光LED的主流應(yīng)用方案,在應(yīng)用中仍存在許多問題有待不斷改進。其中最常見的一個問題是光源在長期工作中,光色逐漸發(fā)生漂移,色溫逐漸由暖白向正白變化。本文通過變色燈珠的系統(tǒng)分析,以期發(fā)現(xiàn)色漂移的內(nèi)在機制,并為提出解決方案提供參考。
2.實驗方法
本研究中從一批發(fā)生變色的軟燈條上隨機選取了數(shù)顆發(fā)生變色的5050燈珠,如圖1所示,下方一排的變色燈珠與上面一排未變色的燈珠相比已經(jīng)發(fā)生顯著變化,由原先的橙色變成了黃綠色。
圖1 變色燈珠與為變色燈珠對比
從未變色和變色光源中隨機取4顆光源,進行數(shù)據(jù)測試,測試數(shù)據(jù)如表1所示。對比兩組數(shù)據(jù)可以看出,變色后的燈珠色坐標x,y值發(fā)生明顯變化,x值變小,而y值升高,色溫也由原先2940K左右升至4300K,而光效的提升則是由于色溫升高所導致。
為了進一步分析燈珠發(fā)生變色的內(nèi)在機理,本文采用了能譜(EDS,型號為_______ )對變色燈珠的膠體,碗杯內(nèi)銀鍍層、支架焊腳等部位進行了元素分析,通過這些部位的元素變化的分析探索燈珠發(fā)生變色的機理?! ?strong style="word-break: break-all; ">3.結(jié)果與討論
3.1 膠體部位
從圖2a-b中可以看出,膠體中主要包括Si、Y、Al、O等元素,由于硅膠體對X射線的阻礙,這些元素對應(yīng)的應(yīng)該是膠體中所含的YAG粉和硅酸鹽粉的構(gòu)成元素。
圖2(a) 膠體的SEM照片
圖2(b) 膠體的EDS分析圖譜
3.2 支架內(nèi)部鍍銀層
圖3b的圖譜顯示支架底部含有Y、Al、Ga、Si、Sr、Ba、Cl、S等離子,其中Y、Al、Ga、Si、Sr、Ba都是對應(yīng)熒光粉的構(gòu)成元素,而Cl和S的出現(xiàn)可能是外部環(huán)境中的S和Cl元素通過硅膠滲透進入,并在支架表面沉積。
圖3(a)內(nèi)部鍍銀層的SEM照片
圖3(b) 鍍銀層的EDS分析圖譜
3.3 引腳
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