| faithlu |
2007-03-15 13:10 |
華中理工大學(xué)碩士研究生論文（LED的封裝）
2 白光LED的合成及特性參數(shù) "& ~
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2.1 白光LED合成方式 j>Ag\@2 ME
根據(jù)黑體輻射原理制成的白熾燈，由于色溫不能太高，大部分能量變成了紅外輻射，這部分對(duì)照明沒有貢獻(xiàn)，使發(fā)光效率降低。不同色光合成白光有不同的合成，可以是兩種，三種或者更多種色光合成白光，顏色種類用的多的話，它的像素就高，但是流明效率降低，這與對(duì)合成白光的質(zhì)量要求有關(guān)。白光LED的合成途徑大體上有2條路可以走，第一條是RGB，也就是紅光LED+綠光LED+藍(lán)光LED，LED走RGB合成白光的這種辦法主要的問題是綠光的轉(zhuǎn)換效率底，現(xiàn)在紅綠藍(lán)LED轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到30%，10%和25%，白光流明效率可以達(dá)到60lm/w。通過進(jìn)一步提高藍(lán)綠光LED的流明效率，則白光流明效率可達(dá)到200lm/w。由于合成白光所要求的色溫和顯色指數(shù)不同，對(duì)合成白光的各色LED流明效率有不同的。第二條路是LED+不同色光熒光粉：第一個(gè)方法是用紫外或紫光LED+RGB熒光粉來合成LED，這種工作原理和日光燈是類似的，但是比日光燈的性能要優(yōu)越，其中紫光LED的轉(zhuǎn)換系數(shù)可達(dá)80%，各色熒光粉的量子轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到90%，還有一個(gè)辦法是用藍(lán)光LED+紅綠熒光粉，藍(lán)光LED效率60%，熒光粉效率70%；還有是藍(lán)光LED+黃色熒光粉來構(gòu)成白光。 ,F ZT~?
兩種途徑相比較之下，RGB三色LED合成白光綜合性能好，在高顯色指數(shù)下，流明效率有可能高到200lm/w，要解決的主要技術(shù)難題是提高綠光LED的電光轉(zhuǎn)換效率，目前只有13%左右，同時(shí)成本高。 &\C [@_
為了適應(yīng)工廠化的生產(chǎn)，本文所采取的白光LED合成方式是藍(lán)色LED+黃色熒光粉，因?yàn)樗且粭l綜合性能適中，成本低，容易實(shí)現(xiàn)的途徑。這種合成方式的工藝是將藍(lán)光LED芯片安裝在碗形反射腔中，上面覆蓋約500-600nm 厚度的YAG的樹脂薄層[23]；合成原理是GaN芯片發(fā)藍(lán)光（λp=465nm），高溫?zé)Y(jié)制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出峰值波長(zhǎng)是550nm的黃色光。剩下的那部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光。現(xiàn)在，對(duì)于InGaN/YAG白光LED，通過改變 YAG熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000K 的各色白光。 Y[Ltrk{
2.2 白光LED的特性參數(shù) X"q!Y#)
從目前的LED產(chǎn)品的機(jī)理和結(jié)構(gòu)來看，以下幾個(gè)方面是用來衡量LED優(yōu)劣的特性參數(shù)[24-26]。 [zkikZy
(1)電流/電壓參數(shù)（正、反向） 1tMQqI`N
LED的電性能具有典型的PN結(jié)伏安特性，不同的電流直接影響LED的發(fā)光亮度和PN結(jié)的結(jié)溫。在照明應(yīng)用中,為了獲得大功率的LED燈，往往將許多個(gè)發(fā)光二極管通過一定的串并聯(lián)方式組合在一起，相關(guān)的各個(gè)LED的特性必須匹配，在交流工作狀態(tài)還必須考慮其反向電特性，因此必須測(cè)試它們?cè)诠ぷ鼽c(diǎn)上的正向電流和正向壓降，以及反向漏電流和反向擊穿電壓等參數(shù)。 U__(;
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(2)光通量和輻射通量 q
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發(fā)光二極管單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的總電磁能量稱為輻射通量，也就是光功率(W)。對(duì)于照明用LED光源，我們更關(guān)心的是照明的視覺效果，即光源發(fā)射的輻射通量中能引起人眼感知的那部分當(dāng)量，稱作為光通量ΦV(1m)。 B[5r|d'
輻射通量與器件的電功率之比表示LED的輻射效率；光通量與器件的電功率之比表示LED的發(fā)光效率，單位lm/W。由于LED是定向出射光，如果從照明效果來評(píng)價(jià)，其照明性能更明顯。LED的出射光到達(dá)工作面的有效光通量與總光通量之比表示為L(zhǎng)ED的光利用系數(shù)。顯然照明用LED的光利用系數(shù)比普通各向發(fā)光的照明光源要高一些。 S/
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