低色溫高顯色性白光LED的研究
加入技術交流群
采用類似方法，Takeshi FUKUI等人[9]的研究表明，近紫外LED激發(fā)分層的三基色熒光粉（ML-R/G/B）產生的白光LED效果比激發(fā)混合的三基色熒光粉所產生的白光要好。實驗測得近紫外LED激發(fā)分層的三基色熒光粉（R/G/B）獲得的白光的Tc和Ra分別為2,613K和94,光通量為8.22 lm,而激發(fā)混合的三基色熒光粉獲得的白光的Tc和Ra分別為4,375K和83,光通量為7.82 lm.這是因為在混合RGB熒光粉的LED中，紅色熒光粉會吸收周圍附近藍、綠色熒光粉被紫外激發(fā)的藍、綠光，而在分層的R/G/B熒光粉的LED中，由于紅色熒光粉在最底層，不會吸收上層的藍、綠熒光粉被紫外激發(fā)的藍、綠光。除了用近紫外LED激發(fā)三基色熒光粉外，Jong Su Kim等人[10]采用375nm近紫外LED芯片激發(fā)Sr3MgSi2O8:Eu2+（藍和黃）或Sr3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+（藍、黃和紅）單一白光熒光粉，獲得的白光LED在 Tc=5,892K下的Ra=82,在Tc=4,494K下的Ra=92.本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/169211.htm
這種方法的優(yōu)點是：（1）在低色溫情況下，顯色指數(shù)高；（2）光色與色溫可調。其缺點是：（1）高發(fā)光效率的功率型近紫外LED芯片不容易制作，價格昂貴；（2）封裝材料（如硅膠等）在紫外光的照射下容易老化，壽命縮短；（3）近紫外激發(fā)的RGB熒光粉光轉換效率不高；（4）存在紫外線泄漏的安全隱患。
1.3藍光LED芯片激發(fā)熒光粉
1.3.1 藍光LED激發(fā)單色熒光粉
目前，白光LED主流的制備方法是藍光LED芯片激發(fā)YAG:Ce3+黃色熒光粉。鄭代順等人[11]采用藍光LED分別激發(fā)兩種單色黃色熒光粉YAG:Ce3+,得到的白光LED的Tc和Ra分別為5,000K、64.6和4,000K、69.3,但其器件的光通量Φ和發(fā)光效率η達到了27.7 lm、23.98 lm/W和25.5 lm、22.91 lm/W.該方法的優(yōu)點是可獲得光通量和發(fā)光效率較高的白光；缺點是難以得到低色溫高顯色性的白光，由于光譜中缺少紅光成份，所以色溫高而顯色性差。目前，藍光LED芯片和YAG:Ce3+黃色熒光粉混合的方案難以實現(xiàn)在4,000K以下的低色溫且Ra>80高顯色性的白光LED[12].
1.3.2 藍光LED激發(fā)雙色熒光粉
鄭代順等人[11]采用藍光LED芯片激發(fā)黃色和紅色熒光粉得到的白光LED的Tc和Ra分別為3,200 K和83.2,但由于目前紅色熒光粉的轉換效率較低，在同樣的工作電流下，器件的Φ和η只有14.1 lm和12.72 lm/W.吳海彬等人[13]采用紅、綠兩種熒光粉通過藍光LED激發(fā)制成1W白光LED,并通過合理匹配紅、綠熒光粉和硅膠三者之間的比例，可以實現(xiàn)在2,700~13,000K之間的任一色溫區(qū)，顯色指數(shù)均能達到90以上，在4,000K以下的低色溫區(qū)，顯色指數(shù)可以達到96.但是在4,000K以下的低色溫區(qū)，其發(fā)光效率較低，且20 lm/W,這是因為紅、綠熒光粉轉換效率較低。Rong-Jun Xie等人[14]采用藍光LED芯片激發(fā)Ca0.995Yb0.005Si9Al3ON15和Sr2Si5N8:Eu2+兩種氮氧化物/氮化物熒光粉獲得了色溫可調（2,700~6,700K）、顯色指數(shù)較高（82~83）的白光。同樣該方法的缺點是粉體的轉換效率不高，發(fā)光效率有待提高。
1.3.3藍光LED激發(fā)三色熒光粉
Naoki Kimura等人[15]采用藍光LED芯片激發(fā)β-SiAlON:Eu綠色熒光粉、Ca-α-SiAlON:Eu黃色熒光粉和CaAlSiN3:Eu紅色熒光粉，獲得了色溫從冷白到暖白可調、顯色指數(shù)為80的白光。該方法的優(yōu)點是可以通過調整三種熒光粉的比例來獲得一定范圍的可調色溫；缺點是熒光粉的轉換效率不高，粉體不易混合等。
1.3.4藍光LED激發(fā)四色熒光粉
Naoki Kimura等人[15]通過藍光LED激發(fā)四種混合的氮氧化物/氮化物熒光粉（β-SiAlON:Eu綠色熒光粉、Ca-α-SiAlON:Eu黃色熒光粉、CaAlSiN3:Eu紅色熒光粉和BaSi2O2N2:Eu碧藍熒光粉）制備出在寬范圍波動的色溫下（2,900~7,000K）高顯色指數(shù)（95以上）的白光LED.特別是獲得了色溫Tc為2,900K和顯色指數(shù)Ra為98的白光LED,而且光效也較高，達28 lm/W.這是通過調節(jié)四種熒光粉的比例來獲得的不同色溫下不同顯色指數(shù)的白光LED.
采用藍光LED激發(fā)四種混合的氮氧化物/氮化物熒光粉，其優(yōu)點是可以在低色溫的情況下獲得較高顯色指數(shù)的白光LED,且色溫可調，缺點是該方法所采用的熒光粉制備技術不成熟，且多種粉體混合較為困難。
評論