内外相结构的粉浆法制备白光LED

为了获得白光LED芯片表面上优质性能的荧光粉层,提出一种内外相结构的粉浆法。基于水溶性感光胶的平面涂层技术,采用四氢呋喃将硅胶均匀分散后,通过有机硅消泡剂乳化形成以聚乙烯醇(PVA)为外相,以憎水性粘合剂硅胶为内相的乳液。实验结果表明,这种粉浆具备硅胶的优良特性,提高了荧光粉层的物化性能,显影后在芯片表面得到均匀且厚度可控的平面涂层,改善了白光的均匀性,提高了芯片的出光效率。     

提高基于粉浆法的功率型白光LEDs发光效率的研究

基于水溶性感光胶的白光LEDs平面涂层技术,在蓝光LED芯片表面上得到了可控的荧光粉层.采用降低粉浆中ADC的浓度和提高荧光粉的含量两种措施,减少Cr3+在433.6和620nm两处吸收对器件出光效率的影响;新配制的粉浆在暗室中静置3～5h,既可以提高器件的出光效率同时又避免了暗反应带来的影响;在蓝光LED表面上得到粉层后,再涂覆硅胶层,由于硅胶的折射率与粉层的更接近,不但使出光色调偏向蓝光区域而且有更多光子出射,光通量由未加硅胶层时的44.8～59 lm提高到了79.4～84.9 lm.     

LED远程封装光学研究现状

通过蓝光芯片荧光粉转换及三基色混光合成的白光LED照明等产品已得到了广泛应用,但目前LED照明等产品还存在着光强、光形和色温等分布不均匀的问题。针对近期通过荧光粉本身粒度控制及分布控制、远程平面荧光涂层、球形荧光涂层、TIR棱镜集成及混光匀光等方式,改进了LED封装的工艺和技术,通过二次光学设计改善了LED封装中的光强、光形、色温分布等,并对相关光学研究的进展进行了综述。     

功率型白光LED平面涂层技术研究

基于水溶性感光胶的白光LED表面涂层技术,阐述了含有荧光粉感光胶悬浮液的配比和封装结构对白光LED出光效率的影响,提出了相应的改进措施,通过实验证实提高了白光LED器件的整体性能.同时,对利用该法得到的功率型白光LED进行了光衰减测试,LED在700mA电流下点亮168 h后,光输出为初始光输出的95.95%,满足实用要求.     

提高基于粉浆法的功率型白光LEDs发光效率的研究

基于水溶性感光胶的自光LEDs平面涂层技术,在蓝光LED芯片表面上得到了可控的荧光粉层．采用降低粉浆中ADC的浓度和提高荧光粉的含量两种措施,减少Cr^3＋在433．6和620nm两处吸收对器件出光效率的影响;新配制的粉浆在暗室中静置3～5h,既可以提高器件的出光效率同时又避免了暗反应带来的影响;在蓝光LED表面上得到粉层后,再涂覆硅胶层,由于硅胶的折射率与粉层的更接近,不但使出光色调偏向蓝光区域而且有更多光子出射,光通量由未加硅胶层时的44．8～59lm提高到了79．4～84．9lm．     

荧光粉层形状对白光LED空间色温均匀性的影响

荧光粉的吸收散射特性、粒径分布及荧光粉涂层的形状对白光LED色温角空间分布具有直接影响。通过Mie散射理论对不同形状的荧光粉涂层进行了光学计算仿真,研究了荧光粉涂层形状对白光LED空间色温分布的影响规律,以及不同形状的荧光粉涂层效率,并从中找出色温均匀性最佳的荧光粉涂层形状。根据仿真结果,采用具有精确控制喷胶量和喷涂位置功能的高速喷胶技术对1mm2大功率芯片的荧光粉涂层的涂敷工艺进行实验制作,控制器件的平均色温在5 000K,获得荧光粉涂层形状对白光LED色温角空间分布影响的测量结果与计算仿真结果相吻合。通过该方法制作的荧光粉涂层使白光LED的最小色温差异达到537K,远优于目前一般采用的荧光粉涂敷技术。     

荧光粉层形状对白光LED空间色温均匀性的影响北大核心CSCD

荧光粉的吸收散射特性、粒径分布及荧光粉涂层的形状对白光LED色温角空间分布具有直接影响。通过Mie散射理论对不同形状的荧光粉涂层进行了光学计算仿真,研究了荧光粉涂层形状对白光LED空间色温分布的影响规律,以及不同形状的荧光粉涂层效率,并从中找出色温均匀性最佳的荧光粉涂层形状。根据仿真结果,采用具有精确控制喷胶量和喷涂位置功能的高速喷胶技术对1mm2大功率芯片的荧光粉涂层的涂敷工艺进行实验制作,控制器件的平均色温在5 000K,获得荧光粉涂层形状对白光LED色温角空间分布影响的测量结果与计算仿真结果相吻合。通过该方法制作的荧光粉涂层使白光LED的最小色温差异达到537K,远优于目前一般采用的荧光粉涂敷技术。     

InAs/GaAs量子点中间带太阳电池的理论研究与优化

从荧光粉散射机理分析了LED器件色角向分布不均匀的形成原因,提出了一种利用逐点步进光学设计方法,实现了不同入射角度内蓝光光程相等的远荧光粉层结构。应用该方法设计了使用不同折射率载体的LED远荧光粉层光学结构。模拟结果显示,应用所设计的光学形状的远荧光粉层结构,相比传统平面荧光粉层结构,75°方向光斑边缘与中心法线方向色差du′v′从0.05降低到0.01左右,色温偏移降低了43%~98%不等,有效改善了白光LED远程荧光粉封装结构的色度均匀性。该设计不需要增加或改变封装工艺手段,工业生产实现简单,额外成本很少,具有较强的实际应用价值。 更多还原     

均匀色角向分布的LED远荧光粉结构光学设计

从荧光粉散射机理分析了LED器件色角向分布不均匀的形成原因,提出了一种利用逐点步进光学设计方法,实现了不同入射角度内蓝光光程相等的远荧光粉层结构.应用该方法设计了使用不同折射率载体的LED远荧光粉层光学结构.模拟结果显示,应用所设计的光学形状的远荧光粉层结构,相比传统平面荧光粉层结构,75°方向光斑边缘与中心法线方向色差du'v'从0.05降低到0.01左右,色温偏移降低了43％～98％不等,有效改善了白光LED远程荧光粉封装结构的色度均匀性.该设计不需要增加或改变封装工艺手段,工业生产实现简单,额外成本很少,具有较强的实际应用价值.     

高亮度高纯度白光LED封装技术研究

通过对高功率InGaN(蓝)LED倒装芯片结构+YAG荧光粉构成白光LED的分析,可以得出这种结构能提高发光效率和散热效果的结论。通过对白光LED的构成和电流/温度/光通量的分析,可知在蓝宝石衬底和环氧树脂的界面间涂敷一层硅橡胶能改善光的折射率。改进光学器件的封装技术,可以大幅度提高大功率LED的出光率(光通量)。     

Self-adaptive phosphor coating technology for wafer-level scale chip packaging

A new self-adaptive phosphor coating technology has been successfully developed,which adopted a slurry method combined with a self-exposure process.A phosphor suspension in the water-soluble photoresist was applied and exposed to LED blue light itself and developed to form a conformal phosphor coating with self-adaptability to the angular distribution of intensity of blue light and better-performing spatial color uniformity.The self-adaptive phosphor coating technology had been successfully adopted in the wafer surface to realize a waferlevel scale phosphor conformal coating.The first-stage experiments show satisfying results and give an adequate demonstration of the flexibility of self-adaptive coating technology on application of WLSCP.     

荧光粉涂覆方式对白光LED光色指标的影响

文章采用TRACEPRO软件建立了三种白光LED的光学模型:(1)芯片直接涂覆荧光粉;(2)芯片涂覆硅胶后涂覆荧光粉层;(3)芯片涂覆荧光粉后涂覆硅胶层.通过改变荧光粉的摩尔浓度或硅胶厚度来考察白光LED的光色指标,如光通量、色温及显色指数的变化.研究结果表明:第一种和第二种涂覆方式中,光色指标随着荧光粉摩尔浓度或硅胶厚度的改变呈规律性变化;第三种涂覆方式中,色温及显色指数的变化趋势不稳定,第三种方式光通量高于前两种,最大值可达到87.31m.三种方式的显色指数在70左右.研究结论为白光LED工艺设计提供参考和依据.     

全自动荧光粉涂覆工艺及设备研究

自行设计并搭建了一套全自动荧光粉涂覆系统.针对涂覆工艺,研究了有无真空搅拌除泡装置对荧光粉涂覆效果的影响,结果发现未经真空搅拌除泡处理的荧光粉涂覆层厚度均匀性较差,且涂覆层中有明显的气泡,气泡直径可达1 mm;经过真空搅拌除泡处理后涂覆层厚度均匀性好且涂覆层中无气泡.利用LED光学参数综合测试仪分析了有无真空搅拌除泡装置对LED发光特性的影响,结果发现真空搅拌除泡工艺能明显提升LED光谱色度一致性.     

Study of Phosphor Thermal-Isolated Packaging Technologies for High-Power White Light-Emitting Diodes

A novel packaging configuration for high-power phosphor-converting white light-emitting diodes (LEDs) application is reported. In this packaging configuration, a thermal-isolated encapsulant layer was used to separate the phosphor coating layer from the LED chip and the submount. Experimental and finite-element method simulation results proved that this thermal management can prevent the heat of LED chip from transferring to the phosphor coating layer. The surface temperature of the phosphor coating layer is a 16.8degC lower than that of the conventional packaging at 500-mA driver current for 1-mm power GaN-based LED chip. Experimental results also show that this packaging configuration can improve the light-emitting power performance and color characteristics stability of the white LED, especially under high current operating condition.     

荧光粉浓度和电流强度对白光LED特性的影响

讨论了荧光粉浓度及驱动电流强度对白光LED特性的影响。采用软件模拟实验和实际封装测试相结合的研究方法进行分析研究。对荧光粉浓度变化对白光LED光通量和相关色温(CCT)的影响进行了三维光线追迹模拟,并且进行了实际的封装验证。另外对白光LED的节温和显色性也做了深入细致的研究。研究结果表明:CCT随着荧光粉浓度的增大而减小,光通量则先上升后下降。同时由荧光粉浓度和驱动电流强度变化所引起的节温升高会降低荧光粉的转换效率。对显色性而言,采用高浓度荧光粉封装的白光LED有相对低的显色指数;并且显色指数随着驱动电流强度的增加而升高,最终趋于稳定。     

ELiXIR-Solid-State Luminaire With Enhanced Light Extraction by Internal Reflection

A phosphor-converted light-emitting diode (pcLED) luminaire featuring enhanced light extraction by internal reflection (ELiXIR) with efficacy of 60 lm/W producing 18 lumens of yellowish green light at 100 mA is presented. The luminaire consists of a commercial blue high power LED, a polymer hemispherical shell lens with interior phosphor coating, and planar aluminized reflector. High extraction efficiency of the phosphor-converted light is achieved by separating the phosphor from the LED and using internal reflection to steer the light away from lossy reflectors and the LED package and out of the device. At 10 and 500mA, the luminaire produces 2.1 and 66 lumens with efficacies of 80 and 37 lm/W, respectively. Technological improvements over existing commercial LEDs, such as more efficient pcLED packages or, alternatively, higher efficiency green or yellow for color mixing, will be essential to achieving 150-200 lm/W solid-state lighting. Advances in both areas are demonstrated     

白光LED色度特性研究

为了解决白光发光二极管（LED）光衰问题,采用包膜技术对YAG：Ce^3＋荧光粉进行了实验。分别用Al2O3和La2O3对YAG：Ce^3＋荧光粉包覆,然后封装成白光LED。实验结果表明：La2O3较Al2O3包覆的YAG：Ce^3＋荧光粉初始光强强;包膜后的白光LED的光衰和光色变化都非常缓慢,表现出良好的光学稳定性。     

一种提高白光LED相关色温分布均匀性的方法

提出一种新的白光LED荧光粉涂敷方式,将荧光粉与硅胶混合体涂敷在白光LED封装用透镜内侧,将透镜倒置后使荧光粉与硅胶混合体由透镜内侧中心点向四周流散,固化得到厚度相对比较均匀的荧光粉层,然后再用硅胶灌封。根据这种新的荧光粉涂敷方式制成白光LED样品,对样品性能进行测试,并与传统的荧光粉涂敷方式的白光LED比较,结果表明,采用新的荧光粉涂层技术制成的白光LED,在相关色温均匀性和稳定性等方面都有明显的提高。