基于空封技術(shù)的白光數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)方法研究
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近年來(lái)，在照明領(lǐng)域最引人關(guān)注的事件是半導(dǎo)體照明的興起。20世紀(jì)90年代中期，日本日亞化學(xué)公司的Nakamura等人經(jīng)過(guò)不懈努力，突破了制造藍(lán)光發(fā)光數(shù)碼管的關(guān)鍵技術(shù)，并由此開發(fā)出以熒光材料覆蓋藍(lán)光數(shù)碼管產(chǎn)生白光光源的技術(shù)。在數(shù)碼管產(chǎn)業(yè)鏈中，主要分為上游半導(dǎo)體襯底生長(zhǎng)、中游芯片制造及下游數(shù)碼管分裝技術(shù)。對(duì)整個(gè)數(shù)碼管器件來(lái)說(shuō)，封裝過(guò)程是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，主要完成輸出電信號(hào)，保護(hù)管芯正常工作，使其不受機(jī)械、熱、潮濕及其他外部沖擊，具有輸出可見光等功能，即達(dá)到既具有電參數(shù)，又具有光參數(shù)的設(shè)計(jì)及技術(shù)要求。可見，封裝工藝已成為制約數(shù)碼管器件使用及性能的關(guān)鍵因素。對(duì)于白光數(shù)碼管的開發(fā)和制作，封裝環(huán)節(jié)具有更重要的意義。
我國(guó)從20世紀(jì)80年代開始研發(fā)LED數(shù)碼管技術(shù)，到20世紀(jì)90年代，LED的封裝業(yè)有了一定的發(fā)展，但企業(yè)總體規(guī)模小，工藝水平不夠高，這種狀況制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，諸多技術(shù)瓶頸沒(méi)有突破，急需在LED封裝技術(shù)方面有較好的突破，以打開新的數(shù)碼管市場(chǎng)份額。
1 白光的實(shí)現(xiàn)
依據(jù)發(fā)光學(xué)和色度學(xué)原理，實(shí)現(xiàn)白光數(shù)碼管有多種方案，而開發(fā)較早、已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的方案是在數(shù)碼管芯片上涂敷熒光粉而實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射。
數(shù)碼管采用熒光粉實(shí)現(xiàn)白光，下述3種方案發(fā)展較快：在藍(lán)色芯片上涂敷能被藍(lán)光激發(fā)的黃色熒光粉，芯片發(fā)出的藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光互補(bǔ)形成白光；在藍(lán)色芯片上涂覆綠色和紅色熒光粉，通過(guò)芯片發(fā)出的藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的綠光和紅光復(fù)合得到白光；在紫光或紫外光芯片上涂敷三基色或多種顏色的熒光粉，利用該芯片發(fā)射的長(zhǎng)波紫外光(370～380nm)或紫光(380～410 nm)來(lái)激發(fā)熒光粉而實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射。下面主要介紹以第1種方案為原理實(shí)現(xiàn)白光的機(jī)制。
利用波長(zhǎng)為460～470 nm的GaN基藍(lán)光芯片發(fā)射的藍(lán)色光作為基礎(chǔ)光源(圖1所示為藍(lán)光芯片在溫室，電流為20 mA時(shí)的電致發(fā)光光譜圖)，應(yīng)用GaN基藍(lán)光芯片所發(fā)出的460～470 nm藍(lán)光一部分用來(lái)激發(fā)熒光粉，使熒光粉發(fā)出黃綠色光，另一部分藍(lán)光透過(guò)熒光粉發(fā)射而出。熒光粉發(fā)出的黃綠色光與GaN基藍(lán)光芯片發(fā)出的透射部分混合形成白光，即白光=藍(lán)+黃的機(jī)制，如圖2所示。圖3是藍(lán)光芯片激發(fā)黃色熒光粉所產(chǎn)生的光譜，產(chǎn)生黃光，該黃光與藍(lán)光混合而成白光。
評(píng)論