白光發(fā)光二極管的制作方法—藍光LED加熒光粉

　　最簡單的白光LED是在藍光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。因為這種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，其化學組成是(Y1-aGda)3(Al1-bGab)O12：Ce3+，Gd(Gadolinum，釓)可以改變Ce3+晶體電場，使光的波長增加而發(fā)黃光，圖2(a)是465nm藍光LED在室溫20mA時的電致發(fā)光(EL：Electroluminescence)光譜，圖2(b)是藍光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等人用理論計算出，當LED與熒光粉發(fā)光功率不同比例時，460nm藍光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。當色溫大于5000K時，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)則是同一波長藍光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時大于40 lm。{{分頁}}

　　

　　

　　YAG：Ce熒光粉因為缺少紅色，所以Ra值不高，G.O.Mueller等人加強YAG：Ce的紅色使Ra值>90，其光譜如圖9所示。

　　

　　因為一個熒光粉的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。

　　

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