浅谈LED荧光粉配胶程序
荧光粉在LED制造过程起着至关重要的作用;使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉和蓝色LED芯片,可获得高亮度白光LED；若使用绿色荧光粉配合蓝光LED芯片,可以直接获得绿光；若使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉与蓝色LED芯片,可以获得冷色调白光；绿色荧光粉也可配合红色荧光粉与蓝色LED芯片而获得白光;白光LED的显色指数CRI与蓝光芯片、YAG荧光粉、相关色温等有关,其中最重要的是YAG粉,不同色温区的LED,用的粉及蓝光芯片不一样;目标色温越低的管子用的粉发射峰值要越长,芯片的峰值也要长,低于4000K色温,还要另外加入发红光的粉,以弥补红成分的不足,达到提高显色指数的目的,在保持的芯片及粉不变的条件下,色温越高显色指数越高;
在生产中总结出来的经验来看,蓝光与YAG的最佳匹配关系如下：
YAG发射峰值/nm 蓝光峰值波长/nm
530±5 450-455
540±5 455-460
550±5 460-465
555±5 465-470
这样做出的白光比较白,一般芯片厂家提供的都是主波长,峰值波长要用专门仪器测试,测出来的值一般都比主波长短5nm左右;荧光粉与芯片波长决定了色坐标中一条直线,确定了荧光粉与芯片波长;只要增加减少配比都可以调节色坐标在此一条直线上位置;
常见的LED晶粒如下：
材料波长材料波长
InGaN 475-485nm InGaN 525nm
InGaN 465-475nm InGaN 505nm
InGaN 455-465nm InGaN 515nm
InGaAlP 620-640nm GaAlAs/GaAs 660nm
InGaAlP 610-620nm GaAlAs/GaAlAs 660nm
InGaAlP 600-610nm GaP 700nm
InGaAlP 592-600nm GaP 570-575nm
InGaAlP 580-593nm GaP 565-570nm
InGaAlP 567-577nm GaP 550-565nm
InGaAlP 550-565nm PY---GaAlAs 585nm
由于荧光粉目前有无机类和有机类荧光粉;若不添加有机类荧光粉之情况,YAG荧光粉和AB胶之比例一般为1：6 ~ 10重量比;至于AB胶应为 6 ~10g之间的多少数量,必须视蓝色芯片的功率大小做调整;芯片功率大者,在荧光粉数量固定不变下,AB胶数量应较为少例如1：6;反之,功率小者AB胶数量应较为多例如：1：10;
LED荧光粉配胶程序是LED工艺中,相当基础的一环,我们来看看是怎么做的;
准备工作：
1、开启并检查所有的LED生产使用设备烤箱、精密电子称、真空箱
2、用丙酮清洗配胶所用的小烧杯;
3、准备所需的量产规格书或相应的联络单,及相应型号胶水等并确认其都在有效的使用期内;
开始配胶：
1、配胶顺序说明：增亮剂+A胶按比例混合可以按订单一次性配好,最后再加入荧光粉+ B胶按比例混合物体须搅拌均匀;在后再抽真空;
2、根据量产规格书或工程通知单中荧光粉配比和生产数量,计算出各种物料所需的重量;
3、调整精密电子称四个底座使电子称呈水准状态;
4、将干净的小烧杯放置于精密的电子磅秤上, 归零后,根据量产规格书中荧光粉的配比,分别称取所需重量的荧光粉和A、B胶;
5、将配好的荧光粉手动搅拌20分钟至30分钟不等,直到荧光粉分布均匀为止;
6、把配好的荧光胶抽真空至看不见气泡的状态,取出后,放在室温下用干净的玻璃盖上使用,使用前需按同一方向缓慢搅拌2分钟到3分钟,搅拌速度每转2秒至3秒;
LED车间配方工艺 一、目的 1.为了更好的了解不同产品的荧光胶配比。 2.为了使LED配方工艺标准化。 3.使用范围：仅限于技术人员专用 二、具体操作步骤： 1、作业设备工具及物料 设备工具: 真空机搅拌机、电子秤、烧杯/瓷杯、勺子、摄子。 配硅胶物料: 硅胶A、硅胶B。 配荧光粉物料：荧光粉、硅胶A、硅胶B。 2、作业方式： 1、配硅胶/配荧光粉前，先确定硅胶型号及配比/硅胶与荧光粉型号及配比， 并记录于《配胶记录表》中。 2、配硅胶时：依次加入所需硅胶A、硅胶B，放入搅拌机进行搅拌。 3、配荧光胶时：依次加入硅胶A、硅胶B，放入搅拌机进行搅拌，真空 搅拌后再加入所需的荧光粉进行二次搅拌。 4、硅胶、荧光胶按生产需求进行称量、配比。 5、配好的硅胶在2小时内用完，超出2个小时后，应该进行报废。 6、配好的荧光胶在2小时内用完，超过2个小时后，要进行报废。 7、作业环境要确保无尘，一定要穿静电衣、戴帽子才能作业。 三、注意事项 1、配胶前，首检电子秤水平线是否水平。 2、配胶前，一定要检查配胶工具是否干净，不得有杂物。
3、配胶时，手与其它物体勿碰到烧杯/瓷杯，避免重量不准确。 4、每倒完一种所需物料后，电子秤必须归零稳定后，方可倒另一种物料， 荧光胶得的误差为0.0003克，硅胶的误差为0.001克。粉量及胶量一定精确。 5、严格按生产生产任务单提供之配比进行配胶，严禁配错胶、配比不不当 之现象发生。 6、每次配的胶量不可过多，每一个小时配胶一次。配好的硅胶如无特别说 明，务请两个小时内用完,过期报废. 已配好的硅胶，须在4个小时内用完，过期报废；配好但暂未使用的硅胶，一定要倒入针筒密封，预防灰尘污染。 7、配硅胶时，总重量不得超过容器体积得2/3。 8、配好的硅胶/荧光粉必须搅拌均匀、充分脱泡、尽快使用。 9、在配胶过程中丙酮水、酒精等不得渗入胶里面，否则整杯胶予以报废。 10、搅拌机要保持干净，做好5S工作。 11、配胶完毕后，荧光粉、荧光胶、烧杯/瓷杯、搅拌工具，与其它物料放回 原位置，垃圾丢入指定的垃圾桶中。
浅谈LED荧光粉配胶程序 荧光粉在LED制造过程起着至关重要的作用;使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉和蓝色LED芯片,可获得高亮度白光LED；若使用绿色荧光粉配合蓝光LED芯片,可以直接获得绿光；若使用绿色荧光粉配合黄色荧光粉与蓝色LED芯片,可以获得冷色调白光；绿色荧光粉也可配合红色荧光粉与蓝色LED芯片而获得白光;白光LED的显色指数CRI与蓝光芯片、YAG荧光粉、相关色温等有关,其中最重要的是YAG粉,不同色温区的LED,用的粉及蓝光芯片不一样;目标色温越低的管子用的粉发射峰值要越长,芯片的峰值也要长,低于4000K色温,还要另外加入发红光的粉,以弥补红成分的不足,达到提高显色指数的目的,在保持的芯片及粉不变的条件下,色温越高显色指数越高; 在生产中总结出来的经验来看,蓝光与YAG的最佳匹配关系如下： YAG发射峰值/nm 蓝光峰值波长/nm 530±5 450-455 540±5 455-460 550±5 460-465 555±5 465-470 这样做出的白光比较白,一般芯片厂家提供的都是主波长,峰值波长要用专门仪器测试,测出来的值一般都比主波长短5nm左右;荧光粉与芯片波长决定了色坐标中一条直线,确定了荧光粉与芯片波长;只要增加减少配比都可以调节色坐标在此一条直线上位置; 常见的LED晶粒如下： 材料波长材料波长 InGaN 475-485nm InGaN 525nm InGaN 465-475nm InGaN 505nm InGaN 455-465nm InGaN 515nm InGaAlP 620-640nm GaAlAs/GaAs 660nm InGaAlP 610-620nm GaAlAs/GaAlAs 660nm InGaAlP 600-610nm GaP 700nm InGaAlP 592-600nm GaP 570-575nm InGaAlP 580-593nm GaP 565-570nm InGaAlP 567-577nm GaP 550-565nm InGaAlP 550-565nm PY---GaAlAs 585nm 由于荧光粉目前有无机类和有机类荧光粉;若不添加有机类荧光粉之情况,YAG荧光粉和AB胶之比例一般为1：6 ~ 10重量比;至于AB胶应为 6 ~10g之间的多少数量,必须视蓝色芯片的功率大小做调整;芯片功率大者,在荧光粉数量固定不变下,AB胶数量应较为少例如1：6;反之,功率小者AB胶数量应较为多例如：1：10; LED荧光粉配胶程序是LED工艺中,相当基础的一环,我们来看看是怎么做的; 准备工作： 1、开启并检查所有的LED生产使用设备烤箱、精密电子称、真空箱 2、用丙酮清洗配胶所用的小烧杯; 3、准备所需的量产规格书或相应的联络单,及相应型号胶水等并确认其都在有效的使用期内; 开始配胶： 1、配胶顺序说明：增亮剂+A胶按比例混合可以按订单一次性配好,最后再加入荧光粉+ B胶按比例混合物体须搅拌均匀;在后再抽真空; 2、根据量产规格书或工程通知单中荧光粉配比和生产数量,计算出各种物料所需的重量; 3、调整精密电子称四个底座使电子称呈水准状态;
led灯的发光原理及荧光粉改善技术 led的发光原理。led是由ⅲ一v族化合物，如gaas（砷化镓）、gaasp（磷化镓砷）、a1gaas（砷化铝镓）等半导体制成，其核心是p-n结，因此它具有一般p-n结的伏一安特性，即正向导通、反向截止、击穿特性。当p型半导体和n型半导体结合时，由于交界面处存在的载流子浓度差。于是电子和空穴都会从高浓度区域向低浓度区域扩散。这样，p区一侧失去空穴剩下不能移动的负离子，n区一侧失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子就是空间电荷。空间电荷集中在p区和n区交界面附近，形成了一很薄的空间电荷区，就是p-n结。当给p-n结1个正向电压时。便改变了p-n结的动态平衡。注入的少数载流子（少子）与多数载流子（多子）复合时，便将多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。如果给pn结加反向电压，少数载流子（少子）难以注入，故不发光。 白光led的主要实现方法。目前，氮化镓基led获得白光主要有：蓝光led+黄色荧光粉、三色led合成白光、紫光led+三色荧光粉3种办法。最为常见形成白光的技术途径是蓝光led芯片和可被蓝光有效激发的荧光粉结合组成白光led.led辐射出峰值为470nm 左右的蓝光，而部分蓝光激发荧光粉发出峰值为570nm左右的黄绿
光。与另一部分的蓝光与激发荧光粉产生的黄绿光混合产生ylo:ce 白光。目前采用的荧光粉多为稀土激活的铝酸盐ylo:ce（yag），当有蓝光激发它时发出黄绿色光，所以称作黄绿色荧光粉。该方法发光，发光效率高，制备简单，工艺成熟。但色彩随角度而变。光一致性差，而且荧光粉与led的寿命也不一致，随着时问的推移，显色指数和色温都会变化，影响了发光光源的发光质量。 采用红、绿、蓝三原色led芯片或三原色led管混合实现白光。前者为三芯片型，后者为3个发光管组装型。红、绿、蓝led 封装在1个管内，光效可达20lm/w,发光效率较高，显色性较好。不过，这种合成白光方法的不足之处就是led的驱动电路较为复杂。三芯片型三原色混合成本较高，而且由于红绿蓝3种led的光衰特性不一致，随着使用时间的增加，三色的混合比例会变化。显色指数也会相应变化紫外光或紫光led激发三原色荧光粉，产生白光。采用这种方法更容易获得颜色一致的白光，因为颜色仅仅由荧光粉的配比决定，此外，还可以获得很高的显色指数。但其最大的难点在于如何获得高转换效率的三色荧光粉，特别是高效红色荧光粉。而且防止紫外线泄露也是很重要的。 添加红色荧光粉对大功率白光led光效和显色指数的影响 白光led是最具吸引力的21世纪绿色照明光源，日亚发明的制
白光LED用荧光粉Ba2.9-x M x Si6O12N2：Eu2﹢(M=Mg2+, Ca2+)的制 备及发光性能的研究 随着科技进步,人们对照明显示技术的研究有了更高的追求。近些年,新一代的照明显示技术LED等,取得了突飞猛进的进展。在照明及显示器件中, 荧光材料因承担了将光源发出的光转化成所人们所需要色彩的作用, 是其重要的组成部分。正因为荧光材料具有如此重要的地位,近年来随着照明显示技术的快速发展,对荧光材料的研究也越来越受到重视。传统的荧光材料如：氧化物、硫化物、含氧酸盐等由于合成方法简单以及经过长时间的研究技术方面已较成熟，在性能上已经逐渐难以满足需要。作为一种优秀的荧光材料,它需具有以下基本性质：光转化效率高、化学及热稳定性好等。氮氧化物荧光材料正是由于在这些方面有很大的发展潜力,在近些年逐渐兴起并取得了快速的发展。本文采用高温固相法制备Eu2+ 掺杂的Ba3Si6O12N2荧光粉，反应条件为1350℃的NH3气氛中保温5h。本文用XRD对其结构进行测定，得出单相。并对其进行Eu2+掺杂，研究其光谱性质。 第一章绪论 1.1 发光二极管（LED）概述 1.1.1 LED的基本结构
图 1.1 LED的基本结构图 发光二极管的结构图如图1.1所示。其核心部分是由一个n型和p型半导体组成的半导体晶片，该晶片置于一个有引线的楔形上，引线一端是负极引擎，另一端是正极引擎，然后用环氧树脂将四周密封，以便保护内部芯线、增加LED 的抗震性能[1,2]。 1.1.2 LED的发光原理[3,5] 图1.2 LED的发光原理示意 LED是由Ⅲ－Ⅴ族化合物单晶，如磷化镓(GaP)、砷化镓（GaAs）、磷砷化镓（GaAsP）、磷化铝镓铟（AlGaInP）等半导体制成的，其核心是P-N结。由于
白光LED基础知识 1.LED发光原理 1.1用蓝色LED激励黄色荧光粉。即将黄色荧光粉敷涂在蓝色LED表面，蓝色LED本身光通量并不高，但在激励黄色荧光粉后产生的白光光通量是原蓝光光通量的8倍。这种工艺是目前制造白光LED的主要方法。 1.2将红、绿、蓝三种LED集成在一起，通过调整其发光比例产生白光（即三基色远离），一般比例为红：绿：蓝=3：6：1。这种方式造价高，不适合于商品化发展。 2.LED分类 2.1LED按照功率区分，可以分为大功率和小功率。0.5W以下一般称为小功率，0.5W以上称为大功率。 3.LED内部结构 3.1大功率LED除两个电极外，都还自带有专门的散热结构和外部连接，用于提高散热效果。而小功率LED由于体积及成本原因，几乎都没有专门的散热结构，仅靠两个电极和外部连接，散热能力差。因此大功率灯具都应选择大功率LED，而小功率灯具（如LED灯泡、LED灯管）在对灯具散热进行优化设计后，可以采用小功率LED。 以下为最普通的一种大功率LED结构图。 a)大功率LED的一种结构
c)内部结构说明 以下为philips lumileds公司Rebel型大功率LED结构图
4.白光LED基本技术指标 4.1 光通量 光通量是指单位时间内光源发出的光能总和。光通量的单位为“流明”，符号为lm，光通量通常用Φ来表示。光通量越大，说明光源发出的光越多，按照通俗的理解，可以认为该光源亮度越高。光源的光通量可以通过积分球和光度计测量。 4.2 色温 色温是表示光源光色的尺度，单位为K。当某一光源所发出的光的光谱分布与不反光、不透光完全吸收光的黑体在某一温度时辐射出的光谱分布相同时，我们就把绝对黑体的温度称之为这一光源的色温。 一些常用光源的色温为：钨丝灯为2760-2900K；荧光灯为3000K；中午阳光为5400K；蓝天为12000-18000K；高压钠灯为2000-2500K。 LED光源可以通过改变荧光粉的配比来控制色温输出，一般范围为2000K-10000K。 人对不同色温的光源感官反应也不同，一般按色温可将光源分为三种：＜3300K 温暖（带红的白色）暖白光 3000－5000K 中间（白色）正白光
白光LED用硅酸盐荧光粉的 合成与发光性能研究 刘伟汉王静 （中山大学化学与化学工程学院，光电材料与技术国家重点实验室，广东广州，510275） 摘要：本文采用传统的高温固相法合成白光LED用Sr3SiO5:Eu2+荧光粉，利用X-射线粉末衍射和荧光 光谱进行表征，优化荧光粉的合成条件。实验结果表明，当灼烧温度为1550℃，所合成的为Sr3SiO5纯相；Eu2+掺杂浓度为0.03，发光强度最高。荧光粉发射光谱主峰位于575nm左右，激发光谱峰值分别位于275nm，370nm，且在近紫外区（~400nm）到蓝光区（~460nm）吸收效率较高。 关键词：白光LED；Eu2+；Sr3SiO5；发光材料 1 前言 在当前全球能源短缺的背景下，节约能源是我们面临的重要问题。在照明领域，LED作为一种新型的绿色环保型固体照明光源，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。白光LED与目前广泛应用的传统照明光源和显示设备相比较，具有以下优点[1]：(1) 发光效率高，(2)光色纯，光线质量高，(3) 能耗小，(4) 寿命长，(5) 无污染，(6) 应用灵活，(7) 控制灵活，响应快等。 基于LED的种种优点，未来白光LED的应用市场将非常广泛，从计算机液晶屏背光灯光源、汽车前灯等车载设备，到室外照明、办公室及家庭照明设备，白光LED照明作为最有发展潜力的新型光源受到了广泛关注，并取得了飞速的发展。不过未来最大的市场，还是取代白炽钨丝灯泡及荧光灯的照明替换市场。 白光LED可以用以下三种方法得到：（1）通过红、绿、蓝三种LED得到白光；（2）通过蓝光LED和黄色荧光粉得到白光；（3）通过紫光LED和RGB荧光粉得到白光。荧光粉转换法是实现白光LED的普遍方法，研究白光LED用荧光粉的关键在于：荧光粉在蓝光（~460nm）或近紫外光（~400nm）区域可被有效激发且发光效率高。本文的研究目的就在于寻找适合在此波段被有效激发的高亮度荧光粉。 本文采用传统的高温固相法合成白光LED用Sr3SiO5:Eu2+黄色荧光粉。固相反应法制备发光材料主要经过配料和灼烧两个过程。灼烧是合成发光材料，形成发光中心的关键一步，灼烧条件（如温度，气氛，时间等）直接影响着发光性能的优劣。它的主要作用是使原料各组分间发生化学反应，形成具有一定晶格结构的基质，并使激活剂进入基质形成晶格缺陷[2-4]。 2 实验内容 本文采用传统的高温固相法合成白光LED用Sr3SiO5:Eu2+和Sr3SiO5:Eu2+:M3+(M=Dy、Nb、Yb、Sm、Tm、Er等)荧光粉[5-8]，利用X-射线粉末衍射（XRD）和荧光光谱（FL）进行表征，优化荧光粉的合成条件。通过测定样品的激发光谱、发射光谱等，寻找Sr2+与Eu2+的最佳配比，使其在近紫外区（~400nm）到蓝光区（~460nm）有较高的吸收效率，同时能够达到较高的发光亮度。 在上述研究基础上，通过共掺杂其他的稀土离子，寻找发光强度更高，或者余辉时间更长的一类荧光粉，测试并研究它们的发光性能，并且与商业粉进行对比，判断该荧光粉是否具有商用价值和应用前景。
荧光粉配比对大功率白光LED发光特性的影响 摘要:随着国内外白光LED用荧光粉的研究进展，利用黄色、红色和黄绿色3种 荧光粉混合的方法制备了一系列大功率平面发光LED光源，深入研究了黄色、红 色和黄绿色3种荧光粉分别对大功率白光LED光源的发光效率、显色指数以及色 温的影响规律。 关键词：荧光粉配比；发光特性；白光LED 白光LED是一种新型固体光源，与白炽灯和荧光灯等光源相比，具有低能耗、长寿命、体积小、响应快、无污染等优点，被称为继白炽灯、荧光灯和高压气体 放电灯后的第4代绿色光源，受到极大关注。 1 慨况 随着其性价比的不断提高，白光LED在众多照明领、域，尤其是家用照明领 域中展现了广阔的应用前景。1997年日亚(Nichia)公司生产出第一支商用白光二极管(LightEmittingDiode,LED)以来,白光LED的研究得到蓬勃发展。白光LED相对于 传统照明技术具有低能耗、发光效率高、无污染、寿命长等优点,使LED在照明领 域取代白炽灯和荧光灯成为可能。根据预测,美国55%的白炽灯及55%的日光灯被LED取代,每年节省350亿美元电费,每年减少7.55亿吨二氧化碳排放量。可见白 光LED在民用照明方面的前途无可估量,势必逐步替代荧光灯、白炽灯成为下一代 绿色照明光源。 2 实验 采用平面发光的COB（Chip on board）封装方式获得大功率白光LED，芯片采用0.5 W的三安蓝光芯片，其发射波长为456 nm，每个LED光源包含6颗串联的LED芯片，黄色、红色和黄绿色荧光粉分别采用YAG黄色荧光粉、氮氧化物红色 荧光粉和LuAG黄绿色荧光粉。每组实验中只改变其中一种荧光粉的含量而固定 胶水量和另外两种荧光粉含量，并且使每个COB光源具有相同的点胶量。目前市 场上一般采用的黄色、红色和黄绿色3种荧光粉和胶水的配比为黄色∶红色∶黄 绿色∶胶水=0.28∶0.04∶0.048∶1，文章在此基础上对荧光粉配比进行重新设计，每种荧光粉按质量的-20%、-10%、0、10%、20%分别进行单独增减，测试条件为 直流恒流30 mA，在相同的荧光粉配比条件下，选取5个样品数据取其平均值进 行对比。最后通过比较不同荧光粉配比条件下样品的发光特性，对黄色、红色和 黄绿色3种荧光粉分别对大功率白光LED发光特性的影响规律进行研究。 3 结果与讨论 3.1 3种荧光粉的荧光特性分析。图1所示为在波长456 nm的蓝光激发下，YAG黄色荧 光粉、氮氧化物红色荧光粉和LuAG黄绿色荧光粉的发射光谱图，其色坐标分别为(x=0.439， y=0.524)、(x=0.656，y=0.342)、(x=0.355，y=0.570)。根据色坐标计算色温公式：（1）其中， A=(x-0.329)/(y-0.1897)，各系数分别为a 1=160.55，a 2=-796.56，a 3=3999.88， a 4=-7903.56，a 5=5705。由式（1）可得YAG黄色荧光粉的色温值约为3511 K，氮氧化 物红色荧光粉的色温值约为2702 K，LuAG黄绿色荧光粉的色温值约为5183 K。由图1可知，在波长为456 nm的蓝光激发下，LuAG黄绿色荧光粉的激发效率最高，YAG黄色荧光粉次之，氮氧化物红色荧光粉最弱，其发射峰值波长分别为521 nm、538 nm和630 nm。光通量（luminous flux）是指人眼所能感觉到的辐射功率，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积，在明视觉与暗视觉下，人眼对不同波长光的相对视见率不同， 明视觉下的视觉函数如图1中所示。
LED荧光粉是制造白色LED的必须材料。 首先，我们要了解白色LED的发光原理。白色LED芯片是不存在的。我们见到的白色LED一般是蓝光芯片激发黄色荧光粉发出白色光的。好比：蓝色涂料和黄色涂料混在一起就变成了白色。 其次，不同波长的LED蓝光芯片需要配合不同波长的黄色荧光粉能够最大化的发出白光。 所以说，LED荧光粉是制造白色LED必须的东西(白色LED也有另外几种发光方式，但是市面上白色LED95%都是蓝光芯片激发黄色荧光粉的原理)。 黑体(热力学)任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体 黑体(blackbody)，以此作为热辐射研究的标准物体。 所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射(当然黑体仍然要向外辐射)。显然自然界不存在真正的黑体，但许多地物是较好的黑体近似(在某些波段上)。黑体辐射情况只与其温度有关,与组成材料无关. 基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff)，在热平衡状态的物体所辐射的能量与吸收的能量之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关。按照基尔霍夫辐射定律，在一定温度下，黑体必然是辐射本领最大的物体，可叫作完全辐射体。用公式表达如下： Er=a*Eo Er物体在单位面积和单位时间内发射出来的辐射能； a该物体对辐射能的吸收系数； Eo——等价于黑体在相同温度下发射的能量，它是常数。 普朗克辐射定律(Planck)则给出了黑体辐射的具体谱分布，在一定温度下，单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为 B(九，T)=2hc2/九5•l/exp(hc/XRT〉l B@,T)—黑体的光谱辐射亮度(W,m-2，Sr-1，gm-1) 入—车辐射波长(pm) T—黑体绝对温度(K、T=t+273k) C—光速(2.998x108m・s-1) h—普朗克常数，6.626x10-34J・S K—波尔兹曼常数(Bolfzmann),1.380x10-23JK-1基本物理常数 由图2.2可以看出： ①在一定温度下，黑体的谱辐射亮度存在一个极值，这个极值的位置与温度有关，这就是维恩位移定律(Wien) 九mT=2.898xl03@m・K) 九m—最大黑体谱辐射亮度处的波长(pm) T—黑体的绝对温度(K) 根据维恩定律，我们可以估算，当T~6000K时，九m~0.48pm(绿色)。这就是太阳辐射中大致的最大谱辐射亮度处。 当T〜300K，九m〜9.6pm，这就是地球物体辐射中大致最大谱辐射亮度处。
?LED封装胶主要特性 o（1）混合后粘度低，脱泡性好；颜色∶透明，黑色，白色等。 （2）常温下使用期长，中温固化速度快2-3小时，能受温度之变动及挠 曲撕剥应力，无腐蚀性； （3）固化后机械性能和电性能优秀，收缩率小，固化物透光性好。 ?LED封装胶特点 o● 产品为高透光性LED胶水，用于LED封装成型，最大特点是水透性佳， 具有耐500小时高温不变色的特性，混合后粘度低、流动性好、易消泡、 可使用时间长； ● 可中温或高温固化，固化速度快； ● 固化后收宿率小、耐湿性佳、有很好的光泽、硬度高；固化物机械强度佳， 电气特性优，耐湿热和大气老化； ?LED封装胶使用方法 o混合比例：A：B = 100：100（重量比） 混合粘度25℃：650-900cps 凝胶时间：150℃×85-105秒 可使用时间：25℃×4小时 固化条件：初期固化120℃-125℃×35-45分钟 后期固化120℃×6-8小时或130℃×6小时 ● 要封胶的产品表面需要保持干燥、清洁； ● 按配比取量，且称量准确，请切记配比是重量比而非体积比，A、B剂混 合后需充分搅拌均匀，以避免固化不完全； ● 搅拌均匀后请及时进行灌胶，并尽量在可使用时间内使用完已混合的胶液； ● 809A/B可搭配扩散剂和色膏使用，建议添加用量为： 黄色膏PC-002 2-5[%] 红色膏PC-003 2-6[%]
绿色膏PC-004 2-4[%] 扩散剂DF-090 2-5[%] LED封装胶应该注意的参数 o（一）工艺角度 1）混合后的黏度 2）固化后的硬度 3）混合后的操作时间 4）固化条件 5）和的粘结力 （二）功能角度 1）折射率 2）透光率 3）耐热性能 4）抗黄变性能 在有的条件下，还可以对封装材料做一系列的性能测试 1）低透气性 2）耐UV 3）高粘接性、无表面沾粘性
Research & Development 研发技术文献 芯片与荧光粉波长匹配的控制对LED亮度的影响 -----赵强----- 摘要：LED白光的发光机理包括了光致发光和电致发光两个部分，后道的封装工艺及材料的搭配主要影响着其中的光致发光部分。在材料搭配过程中，芯片的波段与荧光粉的最佳匹配影响着LED白光的光质量。本文试验分析了芯片波长对LED白光亮度的影响极其控制。 关键字：芯片，荧光粉，波长，亮度… 一、引言 物质发光现象大致分为两类：一类是物质受热，产生热辐射而发光，另一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态（非稳定态）在反回到基态的过程中，以光的形式放出能量。以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料多属于后一类，即稀土荧光粉。稀土元素原子具有丰富的电子能级，因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道，为多种能级跃迁创造了条件，从而获得多种发光性能。稀土是一个巨大的发光材料宝库，在人类开发的各种发光材料中，稀土元素发挥着非常重要的作用。 根据激发源的不同，稀土发光材料可分为光致发光（以紫外光或可见光激发）、阴极射线发光（以电子束激发）、X射线发光（以X射线激发）以及电致发光（以电场激发）材料等。 LED白光发光机理包括了两部分： 光致发光（Photoluminescence）：以光能作为激发源，以光子激发产生光子。 电致发光（Electroluminescence）：以电能作激发源。用电子激发产生光子。 二、LED发光效率的提高跟荧光粉的发光原理 发光效率是光源把消耗的能量转换为视觉的能力。一般白光LED提高发光效率的主要途径有： 1)提高外延片的内量子效率和外量子效率，提高和改善芯片的外量子效率。 2)提高封装材料的折射率将芯片发出的光和二次激发产生的光有效的萃取出来并高效 地导出LED管体外。 3)将低LED的热阻，降低器件的节温，增加芯片内部的量子限制效应，提高光子复合 得效率。
白光LED封装的基础知识 白光LED（Light Emitting Diode）是一种能发出白光的半导体发光 器件。相比于传统的照明方式，白光LED具有高效率、长寿命、低功耗等 优点，因此在照明领域得到了广泛的应用。为了更好地理解白光LED封装 的基础知识，下面将对其原理、种类以及封装技术进行详细介绍。 白光LED的原理是利用发光二极管材料在电压作用下发光的特性。一 般来说，LED的发光颜色是由半导体材料的能带结构决定的。最早的红光LED采用的是GaAsP材料，这种材料的能带结构使得它只能发射红光。而 要实现白光发光，则需要利用不同材料的发光特性以达到混合成白光的效果。 有三种主要的方法可以实现白光LED的发光效果。第一种是使用混合 荧光粉的方法，即在蓝光LED芯片上涂覆一层黄色荧光材料，通过蓝光激 发黄色荧光材料发出黄光，从而形成白光。这种方法的优点是制造工艺简单，成本相对较低。第二种是采用多晶粉层技术，将蓝光LED芯片与红绿 蓝三个颜色的荧光粉混合在一起，通过激发不同颜色的荧光粉来发出白光。这种方法的优点是可以调节不同颜色的比例，以实现不同色温的白光。第 三种是使用RGB三原色技术，即在同一个LED芯片中集成红绿蓝三种颜色 的LED芯片，通过调节不同颜色的亮度来合成白光。这种方法的优点是可 以精确控制白光的色温和色彩饱和度。 白光LED封装的种类主要有两大类，分别是双色封装和多色封装。双 色封装是指在同一个LED芯片上集成蓝色和黄色LED，通过控制两种LED 的亮度来调节发出的白光。多色封装则是在同一个LED芯片上集成多个LED，可以控制多个颜色的亮度来调节发出的白光。目前，多色封装技术 已经可以实现比较精确的调控，可以满足不同场景下的照明需求。此外，
LED灯丝中荧光粉的配比研究 作者：杨文李霞 来源：《新材料产业》2021年第01期 1 引言 140多年前，美国著名科学家托马斯·阿尔瓦·爱迪生（Thomas Alva Edison）发明了人类史上最早的电光源——白炽灯，将世界引入了人工照明时代[1]。如今，全球气候变暖趋势严峻，土地沙漠化也越来越严重，低效率的白炽灯意味着需要消耗更多的能源资源，也意味着更多的二氧化碳被排放到大气中。随着人们逐渐对节能环保提高重视，低耗能的产品越来越受到大家的欢迎，节能、环保、高光效、长寿命的发光二极管（LED）产品受到了广大消费者的热烈追捧，同时国家的大力推广，使得LED渐渐成为未来主流的照明光源，会更广泛应用于商业照明、家居照明、工业照明、户外照明等领域。 目前，市场上主流的LED照明光源，有插件LED、贴片LED、集成大功率板上芯片封装（COB）等种类，因为照明光源需要有一定的光强，并且光线的均匀性也要好，所以LED照明光源通常都需要安装一个用来反射或折射的光学器件，额外的光学器件不仅影响照明效果，还阻碍部分光线的吸收，降低LED照明光源的能效，如不加这些光学器件，光线就只能平面射出[2]。LED灯丝就突破了这一限制，它由数个微型LED芯片通过串联的方式封装在LED灯丝支架上，采用回流焊技術。这种封装方式，可以达到360°全周角度发光，不用额外增加实现反射或折射效果的光学器件，避免了因折射或反射导致的光损，满足人们全周发光的需求，增强了人们的照明体验，达到照明和节能的均衡[3]。 2 LED灯丝局限性 近几年，LED灯丝产品在照明市场上一直处于风口浪尖，其在2013年崭露头角的时候，当时存在着很大的争议，很多人认为LED灯丝存在散热不良、功率不高、性能不稳定等问题，甚至说“LED灯丝是走回头路”，国内市场前景不甚明朗，很多业内人士并不太看好LED 灯丝，在自主研发的过程中也走了不少崎岖的路。LED灯丝技术发展至今，各企业生产工艺都不相同，良莠不齐，没有统一的行业标准，但是随着晶科电子（广州）有限公司、飞利浦（中国）投资有限公司、通用电气（中国）有限公司、木林森股份有限公司、欧司朗（中国）照明有限公司等国际大厂入局LED灯丝市场，LED灯丝的技术瓶颈连续突破，生产工艺突飞猛进，技术越来越成熟，所谓的散热不良、功率不高、性能不稳定等问题已经得到了很大的改善。但是，其还存在一个重大的缺陷，该缺陷也是LED光源领域共同面临的困境，即光效与显示指数不可兼得。
LED与荧光粉相关知识 时间:2010-01-19 09:26来源:网摘作者:佚名点击: 8次【大中小】进入论坛我要投稿 LED采用荧光粉实现白光主要有三种方法，但它们并没有完全成熟，由此严重地影响白光LED在照明领域的应用。具体来说，第一种方法是在蓝色LED芯片上涂敷能被蓝光激发的黄色荧光粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光。 近年来，在照明领域最引人关注的事件是半导体照明的兴起.20世纪90年代中期,日本日亚化学公司的Nakamura等人经过不懈努力，突破了制造蓝光发光二极管(LED)的关键技术，并由此开发出以荧光材料覆盖蓝光LED产生白光光源的技术。半导体照明具有绿色环保、寿命超长、高效节能、抗恶劣环境、结构简单、体积小、重量轻、响应快、工作电压低及安全性好的特点，因此被誉为继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明电光源，或称为21世纪绿色光源。美国、日本及欧洲均注入大量人力和财力，设立专门的机构推动半导体照明技术的发展。 LED实现白光有多种方式，而开发较早、已实现产业化的方式是在LED 芯片上涂敷荧光粉而实现白光发射。 LED采用荧光粉实现白光主要有三种方法，但它们并没有完全成熟，由此严重地影响白光LED在照明领域的应用。具体来说，第一种方法是在蓝色LED 芯片上涂敷能被蓝光激发的黄色荧光粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光。该技术被日本Nichia公司垄断，而且这种方案的一个原理性的缺点就是该荧光体中Ce3+离子的发射光谱不具连续光谱特性，显色性较差，难以满足低色温照明的要求，同时发光效率还不够高，需要通过开发新型的高效荧光粉来改善。 第二种实现方法是蓝色LED芯片上涂覆绿色和红色荧光粉，通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光，显色性较好。但是，这种方法所用荧光粉有效转换效率较低，尤其是红色荧光粉的效率需要较大幅度的提高。 第三种实现方法是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多种颜色的荧光粉，利用该芯片发射的长波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm -410nm)来激发荧光粉而实现白光发射，该方法显色性更好，但同样存在和第二种方法相似的问题，且目前转换效率较高的红色和绿色荧光粉多为硫化物体系，这类荧光粉发光稳定性差、光衰较大，因此开发高效的、低光衰的白光LED用荧光粉已成为一项迫在眉睫的工作。 我们是国内率先进行LED用高效低光衰荧光粉研究的研究机构。最近，通过与我国台湾合作伙伴的联合攻关，多种采用荧光粉的彩色LED 被开发出来了。
白色LED用荧光粉的制备与应用 LED照明是当下具有很高的实用性的照明光源，并且已经成为应用最为广泛的一种照明的光源。作为照明用的白色LED更是受到了很大的关注，获得白光LED共有三种：第一种是荧光粉涂敷光转换法，就是采用荧光粉将紫光或蓝光转换复合产生白光；第二种是多色LED组合法，由发射不同波长的绿色和红色等的单色的LED组合而发射复合的白光，第三种是多量子阱法，单一的LED材料中中进行掺杂。荧光粉材料的制备方法主要有高温制备和溶液法制备两类方法。本文主要综述了蓝光转换型荧光粉和近紫外转换型荧光粉的中的典型几种荧光粉材料。
第一章 LED 及发光原理 1.1 LED 发光原理 LED 主要是半导体化合物，例如砷化镓（GaAS ），磷化镓（GaP ），磷砷化镓（GaAsP ）等半导体制成的，LED 的核心是PN 结。LED 的发光机理是:热平衡的条件下,PN 结中有很多迁移率很高的电子在N 区中, P 区则不同，在P 区中有较多的迁移率较低的空穴, 由于PN 结势垒层的限制, 由于该PN 结势垒层的限制，在正常状态下，不能穿过屏障复合发生;而当施加于PN 结的正向电压，所施加的电场方向由于自建电场方向和所述势垒区与此相反，它减少了势垒高度，该势垒宽度较窄，破坏了PN 结动态平衡发电少数载流子注入，而空穴注入从PN 区面积，在同一地区的电子注入从N 到P 区，少数载流子注入，在多数载流子复合会保持多余的能量在光辐射从而形式的同一区域，直接将电能转换为光能。 自从1965年第一支发光二极管的产生，LED 已经历经50年的发展历程，第一支发光二极管是利用半导体锗材料制作而成的]1[，第一支LED 能够发射出红光；随后在1985年日本Nishizawa 利用液相外延法制备出了使用异质结构的GaAlAs 作为发光材料的LED ]2[，从而使得LED 的封装技术也得到了很大的提高；1993日亚化学公司，在蓝色 氮化镓LED 的研究上取得了重大突破]3[，并且很快的实现了产业化的生产，在1996年实现了白光LED 的发光二极管（white light Emitting Diodes ），简称白光LED ]4[，将发射黄光粉+ 31253:Ge O Al Y （YAG ：Ge ）作为荧光粉，涂在发射蓝光的GaN 二极管上，制备出白光LED 。并在1998年推向市场，成为照明光源的到了广泛的应用。从此LED 也进入了一个新的发展历程。
LED 封装基本技术参数要求和封装方式 LED 封装技术的要素有三点：封装结构设计、选用合适封装材料和工艺水平，目前LED 封装结构形式有100 多种，主要的封装类型有Lamp系列40多种、SMD(chip LED 和TOP LED) 系列30 多种、COB 系列30 多种、PLCC 、大功率封装、光集成封装和模块化封装等，封装技术的发展要紧跟和满足LED 应用产品发展的需要。 LED 封装技术的基本内容 LED 封装技术的基本要求是：提高出光效率、高光色性能及器件可靠性。 (1) 提高出光效率 LED 封装的出光效率一般可达80~90% 。 ①选用透明度更好的封装材料：透明度》95%(1mn厚度)，折射率大于1.5 等。 ②选用高激发效率、高显性的荧光粉，颗粒大小适当。 ③装片基板(反射杯)要有高反射率，出光率高的光学设计外形。 ④选用合适的封装工艺，特别是涂覆工艺。 (2) 高光色性能 LED 主要的光色技术参数有：高度、眩光、色温、显色 性、色容差、光闪烁等
显色指数CR\> 70（室外）. > 80（室外、》90（美术馆尊色容差w 3SDCM < 5SDCM全寿命期间）封装上要采用多基色组合来实现，重点改善LED 辐射的光谱量分布SPD ，向太阳光的光谱量分布靠近。要重视量子点荧光粉的开发和应用，来实现更好的光色质量。 （3）LED 器件可靠性 LED 可靠性包含在不同条件下LED 器件性能变化及各种失效模式机理（LED 封装材料退化、综合应力的影响等），这是主要提到可靠性的表征值—寿命，目前LED 器件寿命一般为3~5 小时，可达5~10 万小时。 ①选用合适的封装材料：结合力要大、应力小、匹配好、 气密性好、耐温、耐湿（低吸水性）、抗紫外光等。 ②封装散热材料：高导热率和高导电率的基板，高导热率、高导电率和高强度的固晶材料，应力要小。 ③合适的封装工艺：装片、压焊、封装等结合力强，应力要小，结合要匹配。 LED 光集成封装技术 LED 光集成封装结构现有30 多种类型，正逐步走向系统集成封装，是未来封装技术的发展方向。 （1）COB 集成封装 COB 集成封装现有MCOB 、COMB 、MOFB 、MLCOB 等30 多种封装结构形式，COB 封装技术日趋成熟，其优点是成本
超高显色指数、全光谱白光LED封装技术 赵芳仪;刘小浪;宋振;刘泉林 【摘要】选取可被蓝光激发的几种重要的LED用荧光粉,研究不同搭配方案对白光LED显色指数Ra,特别是特殊显色指数R12的影响规律,为实现超高显色指数、全光谱白光LED提供封装方案.采用蓝光LED芯片搭配铝酸盐黄绿粉 Y3(Al,Ga)5O12∶ Ce3++氮化物红粉(Sr,Ca) AlSiN3∶Eu2,通过调节荧光粉波段及配比,分别在色温Tc =6 000 K、4 000 K、3 000 K时研究实现超高显指的封装方案;添加氮氧化物蓝绿色荧光粉BaSi2O2N2∶Eu2,采用蓝光LED芯片+氮氧化物蓝绿粉+铝酸盐黄绿粉+氮化物红粉的封装方案实现全光谱;对添加氮氧化物蓝绿粉对Ra和R12的影响关系进行分析讨论.实验结果表明,添加氮氧化物蓝绿粉后,对白光LED的Ra和R12均有较大的提升作用,并且随色温的升高,对显色指数的提升作用逐渐增强,在Tc=6 000 K、4 000 K、3 000 K时,R12分别增加了22、9和2,特别是在正白色温下,显色指数Ra增幅达到6.7. 【期刊名称】《照明工程学报》 【年(卷),期】2019(030)003 【总页数】7页(P75-80,110) 【关键词】全光谱;显色指数;白光LED;色温;荧光粉 【作者】赵芳仪;刘小浪;宋振;刘泉林 【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083
【正文语种】中文 【中图分类】O482.31 引言 与传统光源相比，以白光LED为代表的半导体光源具有寿命长、体积小、响应速 度快等优点[1-3]。LED大规模地应用于普通照明已成为趋势[4-6]。LED封装是决定LED光源进入通用照明领域的关键技术之一[7,8]。从技术成熟度和制造成本综 合考虑，目前白光LED封装的主流方式是蓝光LED芯片激发多种荧光粉材料[9]。随着LED光源的快速发展，各种照明应用对白光LED提出更高的要求。常规蓝光芯片+黄色或者绿色+红色荧光粉的封装方案，会导致白光LED光谱中蓝光过剩、青色光缺失、长波红光不足等诸多问题。另外，显色指数是LED照明灯具的关键 性能参数之一，用来表征光源对物体颜色的显现能力[10]。超高显色指数一般是指LED灯的显色指数Ra > 95，而全光谱白光LED照明则是在此基础上，还要求所 有特殊显色指数R1～R15大于90[11]。从白光LED封装的角度来说，高品质白 光LED光源应该具备较高的显色性以呈现物体的真实颜色。因此，提升现有白光LED照明品质，特别是提升显色指数，是白光LED研究和应用的一个重要任务[12]。 目前制备高显色指数的LED主要是通过蓝光LED芯片激发荧光粉的方式来实现，常见的荧光粉搭配有：铝酸盐黄色荧光粉+氮化物红粉、铝酸盐黄绿色荧光粉+氮 化物红粉[13]。氮氧化物蓝绿色荧光粉是近年来才研制出来的一款LED用荧光粉，克服了蓝绿色硅酸盐荧光粉不稳定等缺点，长期以来被LED封装厂家单独用来制 备冰蓝色LED[14]。特殊显色指数R12是评价LED对饱和蓝色的复现质量指标，所以在Ra较高的同时，R12还要保持较高的水平，但R12值的提升相对较难，
LED封装技术 LED封装技术 LED封装技术及荧光粉在封装中的应用 LED封装是将外引线连接到LED芯片的电极上，以便于与其他器件连接。它不仅将用导线将芯片上的电极连接到封装外壳上实现芯片与外部电路的连接，而且将芯片固定和密封起来，以保护芯片电路不受水、空气等物质的侵蚀而造成电气性能降低。另外，封装还可以进步LED芯片的出光效率，并为下游产业的应用安装和运输提供方便。因此，封装技术对LED的性能和可靠性发挥着重要的作用。下面对LED封装技术、荧光粉及其在LED封装中的应用进行介绍。 1. LED封装技术 根据不同的应用需要，LED的芯片可通过多种封装方式做成不同结构和外观的器件，生产出各种色温、显色指数、品种和规格的LED产品。按封装是否带有引脚，LED可分为引脚式封装和表面贴装封装两种类型。常规小功率LED的封装形式主要有：直插式DIP LED、表面贴装式SMD LED、食人鱼Piranha LED和PCB集成化封装。功率型LED是将来半导体照明的核心，其封装是人们目前研究的热点。下面就几种主要的封装形式进行说明： （1）引脚式封装采用引线架作为各种封装外型的引脚。圆头插脚式LED是常用的封装形式。这种封装常用环氧树脂或硅树脂作为包封材料，芯片约90%的热量由引线架传递到印刷电路板（PCB）上，再散发到周围空气中。环氧树脂的直径有7mm、5mm、4mm、3mm和2mm等规格。发光角（2θ1/2）的范围可达18~120176;。 （2）表面贴装封装它是继引脚式封装之后出现的一种重要封装形式。它通常采用塑料带引线片式载体（Plastic Leaded Chip Carrier，PLCC），将LED芯片放在顶部凹槽处，底部封以金属片状引脚。LED采用表面贴装封装，较好地解决了亮度，视角，平整度，一致性和可靠性等问题，是目前LED封装技术的一个重要发展方向。 （3）功率型LED封装功率型LED分普通功率LED（小于1W）和瓦级功率LED（1W及以上）两种。其中，瓦级功率LED是将来照明的核心。单芯片瓦级功率LED最早是由Lumileds公司在1998年推出的LUXEON LED，该封装结构的特点是采用热电分离的形式，将倒装芯片（Flip Chip）用硅载体直接焊在热沉上，并采用反射杯、光学透镜和柔性透明胶等新结构和新材料。 2 荧光粉