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LED封裝中熒光粉的選擇與解決方案

編輯:admin 2014-06-25 14:53:08 瀏覽�1451  來源�

  白光LED因其高效、節(jié)能、壽命長、無污染、可靠性高等優(yōu)�,被譽為第四代綠�照明光源。隨�LED�(fā)光效率的�(wěn)步提升以及價格的不斷下降,目�LED�的光效已�(jīng)可以達到150lm/W�半導體照�將逐步取代白熾燈和普通熒光燈等傳�(tǒng)照明光源�

  白光LED的制作方式主要有兩種,一種是采用�、綠、藍三基�LED芯片封裝成白光LED,另一種是利用單個LED芯片配合熒光�。后一種方式在生產(chǎn)成本、散熱和控制電路上具有優(yōu)�,在工業(yè)上最為常用。因�,熒光粉是半導體照明的關鍵材料之一。目前,LED用的熒光粉主要有三大體系,即鋁酸�、硅酸鹽和氮(�)化物,其各自特性見�1�

  一、不同體系的LED熒光粉特�

  1.鋁酸鹽體系主要有鈰激活石榴石型熒光粉,如Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce3+),Tb3Al5O12:Ce3+(TAG:Ce3+)和Lu3Al5O12:Ce3+(LuAG:Ce3+)。YAG粉和TAG粉為常用的黃粉,LuAG粉為綠粉,量子效率均大于90%,同時具有優(yōu)良的化學�(wěn)定性和熱穩(wěn)定�。下面以YAG粉為�,對基質晶體結構、光譜特性和熱穩(wěn)定性進行簡要介紹�

  �1為YAG的晶體結構圖(立方晶系),空間群Ia-3d[1]。晶胞中存在兩種位置的Al,即Al1和Al2,分別形成AlO6八面體和AlO4四面體�

  �2為YAG:Ce3+的激�(fā)光譜(a)和發(fā)射光�(b)。在激�(fā)光譜�,位�340nm�460nm左右處有兩個寬帶激�(fā)峰,這分別歸屬于Ce3+�2F5/2 (�2F7/2)�2D5/2�2F5/2 (�2F7/2)�2D3/2躍遷。發(fā)射主峰則位于530nm�,為寬帶�(fā)�,對應于Ce3+�2D3/2�2F5/2�2D3/2�2F7/2輻射躍遷[2]。適用于匹配藍光LED芯片封裝白光LED�

  �3為YAG:Ce3+在不同溫度下的發(fā)射光譜及�(fā)光強度變化[3].從圖中可以看�,隨著溫度的升高,YAG:Ce3+的發(fā)射峰逐漸紅移,且�(fā)射峰強度逐漸降低。溫度為100℃時,發(fā)射峰強度降為常溫�94%。超�100℃后,發(fā)射峰強度下降幅度逐漸加大,至300℃時,發(fā)射峰強度僅為常溫�38%�

  YAG粉和LuAG粉的上位�(fā)明專利為日本日亞化學(Nichia)擁有,專利號:US 5,998,925,優(yōu)先權日:1996.7.29。TAG粉的專利為德國歐司朗(OSRAM)占有,專利號:US 6,669,866,優(yōu)先權日:1999.7.23�

  2.硅酸鹽體系主要有M2SiO4:Eu2+和M3SiO5:Eu2+(M=Ca,Sr,Ba)熒光粉。前者可作為綠粉和黃粉,后者是橙色粉。這類硅酸鹽熒光粉的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性相對要差一��

  下面以Sr2SiO4:Eu2+和Sr3SiO5:Eu2+為例,對基質晶體結構、光譜特性和熱穩(wěn)定性進行介紹�

  �4為Sr2SiO4的晶體結構圖(斜方晶系),空間群Pmnb[4]。晶胞中同時存在兩個位置的Sr,即Sr1和Sr2,分別為8配位�7配位�

  �5為Sr2SiO4:Eu2+的激�(fā)光譜和發(fā)射光譜[3],激�(fā)光譜�200nm�500nm的寬帶,可與紫外LED、近紫外LED和藍光LED芯片配合封裝白光LED。發(fā)射峰為中心位�550nm的寬帶發(fā)射,歸屬于Eu2+�4f65d1-4f7躍遷�

  �6為Sr2SiO4:Eu2+在不同溫度下的發(fā)光強度的變化。從圖中可以看出,溫度為100℃時,發(fā)射峰強度下降至常溫下�73%左右。并�,當溫度超過100℃后,發(fā)光強度開始迅速下降,�250℃時,其�(fā)光強度僅為常溫下�8%。由此可�,其熱穩(wěn)定性較��

  �7為Sr3SiO5的晶體結構圖(四方晶系),空間群P4/nccS[5]。晶胞中同時存在兩個位置的Sr,即Sr1和Sr2,均�6配位�

< color="red">[1] [2] [3]  下一�

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