白光發光二極體的製作方法—藍光LED加螢光粉

2020-11-24 電子產品世界

　　最簡單的白光LED是在藍光LED上加黃色螢光粉得到的，又稱其為1-PCLED(Phosphor Converted LED)，其基本構造如圖1所示。因為這種LED採用了環氧樹脂封裝，所以光易於放出，所用螢光粉主要成分是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黃光，圖2(a)是465nm藍光LED在室溫20mA時的電致發光(EL：Electroluminescence)光譜，圖2(b)是藍光LED激發YAG：Ce螢光粉所產生的光譜，產生555nm黃光，此黃光與藍光混合而成白光。圖3是不同含量YAG：Ce螢光粉在色度圖中的位置，圖中並有藍光LED與不同含量螢光粉所產生白光在圖中的位置。

　　

　　

　　

　　R.Mueller-Mach等人用理論計算出，當LED與螢光粉發光功率不同比例時，460nm藍光LED加YAG：Ce螢光粉所產生白光的色溫CCT值、演色性Ra值及發光效率列在圖4的插表中，圖4是其光譜圖。當色溫大於5000K時，Ra>80。圖5(a)是同一成分P7193螢光粉所產生白光的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螢光粉所產生白光的CCT分布圖及其Ra值，由圖可知，Ra的值均在60~80範圍的值，似乎不太理想。{{分頁}}

　　

　　

　　

　　M.R.Kramas等人發現，如果將螢光粉隨意放在LED晶片上，如圖7(a)所示發光均勻性不佳，所以改變方式如圖7(b)所示，將螢光粉均勻地塗在LED表面上，圖7(c)則比較兩者的CCT及Ra值，發現用圖7(b)方法者其CCT值變動甚少。圖8是Lumiled公司2002年發表的最佳白光結果，光輸出在350mA時大於40 lm。{{分頁}}

　　

　　

　　YAG：Ce螢光粉因為缺少紅色，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。

　　

　　因為一個螢光粉的Ra值較低，R.Mueller-Mach等人利用了兩種螢光粉，一種螢光粉產生綠光TG：Eu(SrGa2S4：Eu2+)，另一種螢光粉產生紅光SrS：Eu2+，圖10是此兩種螢光粉的激發及輻射光譜。圖11所示是TG：Eu螢光粉特性以及激發與輻射光譜。

　　


相關焦點

  • 製作白光LED的幾種方法
    目前，常見的用LED晶片產生白光的方法有三種： ·在led藍光晶片上塗覆YAG螢光粉。在LED藍光晶片上塗覆YAG（yttrium aluminum garnet，釔鋁石榴石）螢光粉，晶片發出的藍光激發螢光粉後可產生典型的500~560nm的黃綠光，黃綠光再與藍色光合成白光。利用這種方法製備白光相當簡單，便於實現且效率高，資金投入不太大，因此具有一定的實用性。其缺點是螢光粉與膠混合後，均勻性較難控制。
  • 螢光粉技術製作白光LED及彩色LED知識
    本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/168012.htmLED實現白光有多種方式，而開發較早、已實現產業化的方式是在LED晶片上塗敷螢光粉而實現白光發射。LED採用螢光粉實現白光主要有三種方法，但它們並沒有完全成熟，因此嚴重地影響白光LED在照明領域的應用。
  • 全面解析:現階段白光LED螢光粉技術
    發光二極體（LED）具有發熱量低、耗電量小、壽命長、反應速度快、以及體積小等優點，目前全球白光LED照明產業持續蓬勃發展，尤其在手機面板背光源、照明以及汽車產業的應用更有無窮潛力。近年來，國內外多家面板廠商已將白光LED導入作為筆記本電腦液晶顯示器背光源，取代使用汞的傳統冷陰極螢光燈管。
  • 圖解白光LED發光原理
    目前市場上白光LED生產技術主要分為兩大主流：　　第一為利用螢光粉將藍光LED或紫外UV-LED所產生的藍光或紫外光分別轉換為雙波長(Dichromatic) 或三波長(Trichromatic)白光，此項元件技術稱之為螢光粉轉換白光LED(Phosphor
  • LED實現白光的三種方法
    目前，led實現白光的方法主要有三種： 　　1、 通過LED紅綠藍的三基色多晶片組和發光合成白光。　　優點：效率高、色溫可控、顯色性較好。　　缺點：三基色光衰不同導致色溫不穩定、控制電路較複雜、成本較高。
  • Led燈及其發光原理
    PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理製作的二極體叫發光二極體，通稱LED。當它處於正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。　　二、LED光源的特點 　　1.
  • LED光源的發光機理簡介
    20世紀90年代中期，日本日亞化學公司的Nakamura等人經過不懈努力，突破了製造藍光發光二極體（LED）的關鍵技術，並由此開發出以螢光材料覆蓋藍光LED產生白光光源的技術。            led是LightEmittingDiode(發光二極體)的縮寫。
  • 解析兩種主流白光大功率LED製造方法的優劣
    下面介紹製作低色溫高顯色性大功率白光LED的方法 。 製作低色溫高顯色性大功率白光LED的方法 這裡介紹用大功率藍光LED晶片作為發光源，用螢光粉轉換法和紅光LED補償法製備低色溫及高顯色性白光LED的方法，並從大功率器件的性能和應用角度分析了兩種方法的優缺點。
  • LED的歷史以及LED燈的種類區分
    發光二極體的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片，在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層，稱為p-n結。在某些半導體材料的PN結中，注 入的少數載流子與多數載流子複合時會把多餘的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種 利用注入式電致發光原理製作的二極體叫發光二極體，通稱LED。
  • 白光LED發白光原理
    htm　　第一為利用螢光粉將藍光LED或紫外UV-LED所產生的藍光或紫外光分別轉換為雙波長(Dichromatic) 或三波長(Trichromatic)白光，此項元件技術稱之為螢光粉轉換白光LED(Phosphor Converted-LED);　　第二類則為多晶片型白光
  • LED燈發光原理、結構、產品分類匯總
    一、led的結構及發光原理 50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識，第一個商用二極體產生於1960年。LED是英文lightemittingdiode（發光二極體）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置於一個有引線的架子上，然後四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。
  • LED結構、發光原理、光源特點及應用
    一、led的結構及發光原理　　50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識，第一個商用二極體產生於1960年。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理製作的二極體叫發光二極體，通稱LED。當它處於正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。
  • LED燈的結構以及發光原理解析
    LED是英文light emitting diode（發光二極體）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置於一個有引線的架子上，然後四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。 發光二極體的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片，在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層，稱為p-n結。
  • 白光LED的發光原理簡介
    GaN晶片發藍光（λp=465nm，Wd=30nm），高溫燒結製成的含Ce3+的YAG螢光粉受此藍光激發後發出黃色光發射，峰值550nm。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。 LED基片發出的藍光部分被螢光粉吸收，另一部分藍光與螢光粉發出的黃光混合，可以得到得白光。
  • 發光二極體LED你又了解多少
    LED相信大家都很熟悉吧，全稱為半導體發光二極體，它是由半導體材料製成的一種將電能轉化成光能，電信號轉化成光信號的裝置。而一般的發光二極體都是由：支架、銀膠、晶片、金線、環氧樹脂五部分所組成。而發光二極體（LED，後面就用LED表示）的發光原理就是電能轉化為光能的裝置。在LED通上電時，由於內部電場的作用，將電路內原本木訥不活潑的電子刺激成高能狀態，當這些危險分子重新安分時，那麼那些多出的能量就會以光的形式被釋放出來。說以從根本上來說LED的發光實質就是電子躍遷過程中釋放的能量產生的。
  • 常熟理工《JMCC》:一種用於白光LED的熱穩定單相螢光粉!
    導讀：本文採用快速微波輻射法成功合成了單相雙鈣鈦礦型螢光粉NaLaMgWO6。採用X射線衍射和Rietveld精修方法對摻Dy3+的NaLaMgWO6螢光粉的晶體結構進行了深入的研究。透射電鏡（TEM）證實了其形貌。在摻Dy3+的NaLaMgWO6螢光粉中觀察到了單離子黃白光，並利用光譜技術進一步研究了螢光猝滅現象。
  • 常熟理工《JMCC》：一種用於白光LED的熱穩定單相螢光粉
    導讀：本文採用快速微波輻射法成功合成了單相雙鈣鈦礦型螢光粉NaLaMgWO6。採用X射線衍射和Rietveld精修方法對摻Dy3+的NaLaMgWO6螢光粉的晶體結構進行了深入的研究。透射電鏡（TEM）證實了其形貌。
  • 白光LED光源用發光材料應用現狀及趨勢
    基於白光發光二極體（LED）背光源的液晶顯示器以其色彩還原性好、功耗低、長壽命等突出優勢，目前在液晶顯示領域的滲透率已超過95％。針對液晶顯示用白光LED的產生方式而言，通過綜合考慮其技術、性能和成本等因素，「藍光LED晶片＋螢光粉」方式因技術成熟度高、成本相對較低，仍然是目前白光LED產生的主流方式。
  • 白光LED的三種主要技術路線解析
    另一部分來自LED晶片的藍光透射出螢光粉層後與螢光粉發出的黃綠光在空間各點匯合,紅綠藍三色光混合組成白光;這種方式中,外量子效率之一的螢光粉光致發光轉換效率的最高理論值將不超過75%;而晶片出光的提取率最高也只能達到70%左右,所以,理論上藍光型白光LED光效最高將不超過340 Lm/W,前幾年CREE達到303Lm/W,如果測試結果準確的話是值得慶賀的。
  • LED半導體發光二極體簡介
    LED是Light Emitting Diode的縮寫，中文含義是：發光二極體，LED也是二極體的一種，是一種能夠將電能轉化為光能的固態半導體器件，它可以直接把電能轉化為光能下面看看它的工作原理:在1955年時，美國無線電公司（Radio Corporation of America）的Rubin Braunstein發現了砷化鎵（GaAs）與及其他半導體合金的紅外線放射作用