荧光粉在白光LED封装中的应用研究

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1、荧光粉在白光LED封装中的应用研究夏天、何华强、庄卫东、刘元红有研稀土新材料股份有限公司主要內容3.LED荧光粉在封装中的色度调节2.LED荧光粉在封装中的应用说明1.LED荧光粉在封装中的关键指标5.结论4.LED荧光粉在封装中的专利问题1.LED荧光粉在封装中的关键指标1.1LED蓝光芯片＋荧光粉白光实现方式1.2目前市场用的LED荧光粉1.3LED荧光粉在封装中关键指标1.4三种主要体系LED荧光粉的性能对比1.5有研稀土LED荧光粉产品目录PhosphorsandWhiteLEDsB-LEDB-LED1.

2、1LED蓝光芯片＋荧光粉白光实现方式B-LED绿粉红粉黃粉氧化物(Ba,Sr,Ca)2SiO4:EuCa2Sc2Si3O12:Ce(Sr,Ca)MoO4:Eu(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce(Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu硫化物SrGa2S4:EuZnS:Cu,AlCaS:Eu氮化物β-Sialon:EuSrSi2O2N2:Eu(Sr,Ba)2Si5N8:EuCaAlSiN3:Euα-Sialon:Eu1.2目前市场用的LED荧光粉备注：蓝色标记为有研稀土产品组成（1）激发光谱荧光粉的发光谱线和谱带

3、的强度或发光效能与激发波长的关系。激发光谱的峰值对应的是可以高效激发此荧光粉的最优波长，一般依据这个峰值附近的波长来选择匹配的LED芯片。（2）发射光谱荧光粉在某一特定波长光的激发下，所发射的不同波长光的强度或能量的分布。发射光谱中强度最大的波长为发射主峰。（3）色坐标荧光粉被激发所发射光的颜色特性的一组参数，如(x,y)。这个色坐标与封装后的白光LED色坐标不同，后者是前者与LED芯片发光本身色坐标的非线性混合。（4）外量子效率荧光粉在一定波长光的激发下，发射的荧光光子数与激发光的光子数之比。外量子效率越高，发

4、光效能越高。（5）发光效能荧光粉在一定波长光激发下，发光的光通量与激发辐射功率之比。1.3LED荧光粉在封装中关键指标（6）半峰宽荧光粉发射光谱曲线峰值的一半处的总宽度，简称FWHM。半峰宽越宽则表示发光覆盖的波长范围越广，一般来说得到的显色指数越高。（7）相关色温色温：光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。一般是蓝色成份高时色温较高；红色成份高时色温较低。相关色温：当光源的光谱只能与黑体某一温度下的光谱相近似，而不能精确等效时，则称这一温度为光源的相关色温。（8）显色指数

5、显色指数是衡量光源显现被照物体真实色彩的能力参数，显色指数(0-100)的光源颜色。可以通过测量和计算出R1-R8试验色的色差值而得出的；在高显色中还经常试用R9-R15等7个特殊显色指数。R1：浅灰红色；R2：暗灰黄色；R3：饱和黄绿色；R4：中等黄绿色R5：浅蓝绿色；R6：浅蓝色；R7：浅紫色；R8：浅红紫色；R9：饱和红色；R10：饱和黄色；R11：饱和绿色；R12：饱和蓝色R13：浅黄－粉红色(人肤色)；R14:中等程度的橄榄绿色；R15:树叶色1.3LED荧光粉在封装中关键指标（9）中心粒径及粒径分布@

6、中心粒径指粒径的体积累积分布中对应于50％的荧光粉粒径，通常用D50表示，单位是微米。同一种荧光粉，中心粒径大小决定发光亮度高低。@粒径分布指荧光粉粒度分布相对宽度或不均匀程度的度量。尽管从荧光粉本身来说，颗粒度越大其亮度一般越高。然而，大的颗粒度或宽的分布于点胶不利，且容易造成光色均匀，光斑效果较差，以及影响最终产品的良率。因此，针对不同类型LED产品要使用不同粒度的荧光粉，同时采用分散系数：(D90-D10)/D50<1作为考核指标，控制荧光粉粒径的分布。（10）温度特性荧光粉发光特性与温度之间的关系。一般来

7、说随着温度的升高，荧光粉会发生热猝灭效应，致使发光效能变差。1.3LED荧光粉在封装中关键指标1.4三种主要体系LED荧光粉的性能对比铝酸盐、硅酸盐和氮化物荧光粉的优、缺点，对比如下：对比项目铝酸盐硅酸盐氮化物量子效率高较高一般激发范围430~470nm380~470nm350~470nm发射范围515~565nm500~600nm整个可见光范围半峰宽60~80nm100~120nm80~90nm颗粒度适中相对较大适中高湿稳定性好一般好高温稳定性好一般优良工艺操作容易有难度较易应用范围最广一般暖白、高显色、增大色

8、域综合评价好一般好类型芯片波长/nm型号颜色粒度/μm化学组成发光波长/nm备注SMD450-455GP-SMD-A黄色9±0.5改进铝酸盐545首次推出超高亮度SMD荧光粉455-460GP-SMD-B黄色9±0.5改进铝酸盐556小功率450-455GP-0753黄绿色8±0.5改进铝酸盐540国际专利产品，对比市场同类YAG荧光粉：亮度高、低光衰455-460GP-