白光發(fā)光二極管的制作方法—藍(lán)光LED加熒光粉
最簡(jiǎn)單的白光LED是在藍(lán)光LED上加黃色熒光粉得到的,又稱其為1-PCLED(Phosphor Converted LED),其基本構(gòu)造如圖1所示。因?yàn)檫@種LED采用了環(huán)氧樹脂封裝,所以光易于放出,所用熒光粉主要成分是YAG:Ce,其化學(xué)組成是(Y1-aGda)3(Al1-bGab)O12:Ce3+,Gd(Gadolinum,釓)可以改變Ce3+晶體電場(chǎng),使光的波長(zhǎng)增加而發(fā)黃光,圖2(a)是465nm藍(lán)光LED在室溫20mA時(shí)的電致發(fā)光(EL:Electroluminescence)光譜,圖2(b)是藍(lán)光LED激發(fā)YAG:Ce熒光粉所產(chǎn)生的光譜,產(chǎn)生555nm黃光,此黃光與藍(lán)光混合而成白光。圖3是不同含量YAG:Ce熒光粉在色度圖中的位置,圖中并有藍(lán)光LED與不同含量熒光粉所產(chǎn)生白光在圖中的位置。
R.Mueller-Mach等人用理論計(jì)算出,當(dāng)LED與熒光粉發(fā)光功率不同比例時(shí),460nm藍(lán)光LED加YAG:Ce熒光粉所產(chǎn)生白光的色溫CCT值、演色性Ra值及發(fā)光效率列在圖4的插表中,圖4是其光譜圖。當(dāng)色溫大于5000K時(shí),Ra>80。圖5(a)是同一成分P7193熒光粉所產(chǎn)生白光的CCT分布圖及其Ra值,圖5(b)則是同一波長(zhǎng)藍(lán)光LED但成分不同的YAG熒光粉所產(chǎn)生白光的CCT分布圖及其Ra值,由圖可知,Ra的值均在60~80范圍的值,似乎不太理想。{{分頁}}
M.R.Kramas等人發(fā)現(xiàn),如果將熒光粉隨意放在LED芯片上,如圖7(a)所示發(fā)光均勻性不佳,所以改變方式如圖7(b)所示,將熒光粉均勻地涂在LED表面上,圖7(c)則比較兩者的CCT及Ra值,發(fā)現(xiàn)用圖7(b)方法者其CCT值變動(dòng)甚少。圖8是Lumiled公司2002年發(fā)表的最佳白光結(jié)果,光輸出在350mA時(shí)大于40 lm。{{分頁}}
YAG:Ce熒光粉因?yàn)槿鄙偌t色,所以Ra值不高,G.O.Mueller等人加強(qiáng)YAG:Ce的紅色使Ra值>90,其光譜如圖9所示。
因?yàn)橐粋€(gè)熒光粉的Ra值較低,R.Mueller-Mach等人利用了兩種熒光粉,一種熒光粉產(chǎn)生綠光TG:Eu(SrGa2S4:Eu2+),另一種熒光粉產(chǎn)生紅光SrS:Eu2+,圖10是此兩種熒光粉的激發(fā)及輻射光譜。圖11所示是TG:Eu熒光粉特性以及激發(fā)與輻射光譜。
評(píng)論