亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        超高顯色指數(shù)、全光譜白光LED封裝技術(shù)

        2019-07-09 02:18:54趙芳儀劉小浪劉泉林
        照明工程學報 2019年3期
        關(guān)鍵詞:黃綠紅粉鋁酸鹽

        趙芳儀,劉小浪,宋 振,劉泉林

        (北京科技大學 材料科學與工程學院,北京 100083)

        引言

        與傳統(tǒng)光源相比,以白光LED為代表的半導體光源具有壽命長、體積小、響應速度快等優(yōu)點[1-3]。LED大規(guī)模地應用于普通照明已成為趨勢[4-6]。LED封裝是決定LED光源進入通用照明領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一[7,8]。從技術(shù)成熟度和制造成本綜合考慮,目前白光LED封裝的主流方式是藍光LED芯片激發(fā)多種熒光粉材料[9]。隨著LED光源的快速發(fā)展,各種照明應用對白光LED提出更高的要求。常規(guī)藍光芯片+黃色或者綠色+紅色熒光粉的封裝方案,會導致白光LED光譜中藍光過剩、青色光缺失、長波紅光不足等諸多問題。另外,顯色指數(shù)是LED照明燈具的關(guān)鍵性能參數(shù)之一,用來表征光源對物體顏色的顯現(xiàn)能力[10]。超高顯色指數(shù)一般是指LED燈的顯色指數(shù)Ra> 95,而全光譜白光LED照明則是在此基礎上,還要求所有特殊顯色指數(shù)R1~R15大于90[11]。從白光LED封裝的角度來說,高品質(zhì)白光LED光源應該具備較高的顯色性以呈現(xiàn)物體的真實顏色。因此,提升現(xiàn)有白光LED照明品質(zhì),特別是提升顯色指數(shù),是白光LED研究和應用的一個重要任務[12]。

        目前制備高顯色指數(shù)的LED主要是通過藍光LED芯片激發(fā)熒光粉的方式來實現(xiàn),常見的熒光粉搭配有:鋁酸鹽黃色熒光粉+氮化物紅粉、鋁酸鹽黃綠色熒光粉+氮化物紅粉[13]。氮氧化物藍綠色熒光粉是近年來才研制出來的一款LED用熒光粉,克服了藍綠色硅酸鹽熒光粉不穩(wěn)定等缺點,長期以來被LED封裝廠家單獨用來制備冰藍色LED[14]。特殊顯色指數(shù)R12是評價LED對飽和藍色的復現(xiàn)質(zhì)量指標,所以在Ra較高的同時,R12還要保持較高的水平,但R12值的提升相對較難,所以在制備全光譜白光LED時,需格外關(guān)注R12值。峰值發(fā)射波長為495 nm左右的氮氧化物藍綠色熒光粉,可以彌補白光LED光譜中的青色成分,對R12具有提高作用,搭配常規(guī)波段的黃綠粉和高波段的紅粉,可以實現(xiàn)95及以上超高顯指甚至實現(xiàn)全光譜。另外,色溫也是表征光源品質(zhì)的重要指標。色溫表征光源的色調(diào),由與之顏色相同的黑體輻射溫度來表示。LED燈具標準將6 000 K、4 000 K、3 000 K左右色溫分別稱為正白、中性白和暖白。本論文選擇在暖白、中性白和正白三個色溫下,系統(tǒng)研究了氮氧化物藍綠色熒光粉對白光LED顯色指數(shù)Ra及特殊顯色指數(shù)R12的影響,并以此提出了超高顯指及全光譜白光LED的封裝方案。

        1 實驗

        1.1 實驗用品及設備

        LED封裝實驗用品及設備有:2835型SMD支架(規(guī)格為2.8 mm×3.5 mm×0.8 mm), 正波藍光芯片(主波長為450~452.5 nm),LED熒光粉(山東盈光新材料有限公司,熒光粉參數(shù)見表1、光譜圖如圖1所示),硅膠(虹星,HX-2226A/B,A∶B=1∶4);LED光電參數(shù)測試采用遠方光電PMS-50光譜測試系統(tǒng),配備有LED專用積分球(直徑0.3 m),探測器(V-10001),正向測試電流為60 mA;LED熒光粉相關(guān)參數(shù)測試采用熒光光譜儀(愛丁堡儀器,F(xiàn)LS920)和激光粒度分布測試儀(丹東百特,BT-9300H)。

        表1 LED用熒光粉基本參數(shù)

        圖1 熒光粉穩(wěn)態(tài)光譜圖Fig.1 Excitation and emission spectra of various phosphors

        熒光粉是實現(xiàn)白光LED的關(guān)鍵材料之一。本實驗使用的氮氧化物、鋁酸鹽和氮化物熒光粉具有較好的熱穩(wěn)定性、較高的量子效率及優(yōu)異的發(fā)光性能,適用于白光LED封裝[15]。圖1(a)為BaSi2O2N2:Eu2+氮氧化物藍綠粉光譜圖,可以看出該型熒光粉能被藍光激發(fā),實現(xiàn)峰值波長為495 nm的青光發(fā)射,半峰寬較窄僅為32 nm,色純度較高,可以彌補白光LED光譜中的青色成分,有利于顯色性的提高,在超高顯指及全光譜白光LED封裝中具有非常重要的意義。圖1(b)為Y3(Al,Ga)5O12:Ce3+鋁酸鹽黃綠粉光譜圖,在藍光激發(fā)下,發(fā)射光譜峰值波長為525 nm,用于提供LED封裝光譜的綠光成分。圖1(c)為 (Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+氮化物紅粉光譜圖,其發(fā)射光譜峰值波長為655 nm,位于深紅光區(qū)域,用于提供LED封裝光譜的紅光成分。

        根據(jù)白光LED封裝經(jīng)驗,本文優(yōu)選藍光芯片+鋁酸鹽黃綠粉+氮化物紅粉的封裝方案,實現(xiàn)超高顯指白光LED;采用藍光芯片+氮氧化物藍綠粉+鋁酸鹽黃綠粉+氮化物紅粉的封裝方案,實現(xiàn)全光譜白光LED(Ra> 95,R1~R15均大于90)。

        1.2 封裝測試流程

        如圖2所示,LED封裝測試主要分為以下幾步:①固晶,將藍光芯片固定在2835 SMD支架上;②焊線,用超聲波金絲球焊線機將芯片正負極與支架正負極用金線連接;③根據(jù)配比稱量熒光粉及硅膠A/B;④沿著同一方向?qū)⑴浜玫臒晒夥奂肮枘z手動攪拌30 min,直到熒光粉分布均勻;⑤點膠,將混合好的熒光粉與A/B膠均勻涂覆在焊好線的支架杯中,點膠量以平杯或者微凹為宜,測試光電參數(shù)并調(diào)整熒光粉配比及膠量;⑥固化,將點好膠的支架放入烘箱125 ℃烘烤3 h使膠水固化;⑦測試數(shù)據(jù),將固化好的LED放入積分球中進行測試,得到其色品坐標和顯色指數(shù)(Ra、R1~R15)等光參數(shù);⑧分析與處理數(shù)據(jù)。

        圖2 封裝測試流程圖Fig.2 Flow chart of packaging

        為確保實驗數(shù)據(jù)的可靠性,采用每種配方封裝8~10顆燈珠求平均值的方法來減小實驗誤差。另外在測試過程中需關(guān)注色溫Tc和色容差SDCM兩個參數(shù),實驗以Tc= 6 000 K、4 000 K、3 000 K為例,每顆燈珠的色容差SDCM ≤ 3,色溫變化范圍ΔTc≤ 50 K,以確保LED色坐標落到CIE 1931黑體輻射曲線上,符合白光LED的實際照明要求。

        1.3 封裝配比方案

        本實驗用到的熒光粉及硅膠配比如表2所示。針對正白、中性白和暖白三種色溫,選用主波長為450~452.5 nm的藍光芯片,搭配鋁酸鹽黃綠粉+氮化物紅粉的雙熒光粉封裝方案和氮氧化物藍綠粉+鋁酸鹽黃綠粉+氮化物紅粉的三熒光粉封裝方案,目標是獲得超高顯指(Ra> 95)和全光譜(R1~R15> 90)的白光LED。

        表2 不同色溫下熒光粉及硅膠配比

        2 實驗結(jié)果

        2.1 黃綠粉+紅粉封裝測試結(jié)果

        采用藍光LED芯片激發(fā)鋁酸鹽黃綠粉+氮化物紅粉的雙熒光粉封裝方案,調(diào)節(jié)熒光粉配比以實現(xiàn)超高顯指,對應的光譜圖如圖3所示。從光譜形狀上來看,不同色溫下的白光光譜在490 nm附近均存在較大凹陷。隨著白光LED色溫的降低,藍光的峰值強度逐漸降低,而紅光的強度逐漸增加。

        圖3 黃綠粉+紅粉封裝方案在不同色溫下獲得的白光光譜圖Fig.3 Spectra at different correlated color temperatures for white LEDs packaged with yellow-green and red phosphors

        圖4給出的是不同色溫下,顯色指數(shù)Ra及特殊顯色指數(shù)R1~R15的對應關(guān)系??梢钥闯?,隨色溫的降低,Ra及R12值逐漸增加。當Tc= 6 000 K時,不僅顯色指數(shù)偏低(Ra= 90.7),不滿足超高顯指的要求,并且R12僅為70;當Tc= 4 000 K時,Ra有所提高達到96.8,滿足超高顯指要求,但R12仍相對較低為84;而當Tc= 3 000 K時,Ra進一步提高至98.3,且特殊顯色指數(shù)R12達到91,R1~R15均大于90,可以實現(xiàn)全光譜。

        圖4 黃綠粉+紅粉封裝方案在不同色溫下的特殊顯色指數(shù)R1~R15值Fig.4 The value of special CRI R1~R15 at different correlated color temperatures for white LEDs packaged with yellow-green and red phosphors

        2.2 藍綠粉+黃綠粉+紅粉封裝測試結(jié)果

        采用藍光芯片+鋁酸鹽黃綠粉+氮化物紅粉的雙熒光粉封裝方案,雖然可以實現(xiàn)較高的顯色指數(shù)Ra,但是特殊顯色指數(shù)R12的值相對較低,尤其在色溫較高時,Ra和R12均難以滿足超高顯指或全光譜白光LED的要求。采用藍光LED芯片激發(fā)氮氧化物藍綠粉+鋁酸鹽黃綠粉+氮化物紅粉的三熒光粉封裝方案,通過調(diào)節(jié)熒光粉配比所得不同色溫下的白光LED光譜圖如圖5所示。對比雙熒光粉封裝測試結(jié)果(圖3)可知,額外添加氮氧化物藍綠色熒光粉,可以彌補藍光芯片發(fā)光峰和熒光粉發(fā)射峰之間的光譜缺失,白光光譜曲線變得更加飽滿。

        圖5 藍綠粉+黃綠粉+紅粉封裝方案在不同色溫下獲得的白光光譜圖Fig.5 Spectra at different correlated color temperatures for white LEDs packaged with blue-green, yellow-green and red phosphors

        圖6 藍綠粉+黃綠粉+紅粉封裝方案在不同色溫下的特殊顯色指數(shù)R1~R15值Fig.6 The value of special CRI R1~R15 at different correlated color temperatures for white LEDs packaged with blue-green, yellow-green and red phosphors

        圖6給出的是不同色溫下,顯色指數(shù)Ra及特殊顯色指數(shù)R1~R15的對應關(guān)系??梢钥闯?,相比于雙熒光粉封裝方案,額外添加氮氧化物藍綠粉,在正白、中性白和暖白LED色溫時,Ra均大于95,并且R12均有所提升,全部達到90以上,符合超高顯指以及全光譜白光LED封裝要求。當Tc= 6 000 K時,R12增加最為顯著,從70增加為92;當Tc= 4 000 K時,R12從84增加為93;當Tc=3 000 K時,R12值也略有提升,但是增幅較小,差值僅為2。因此,加入氮氧化物藍綠粉彌補了白光LED光譜中的飽和藍色成分,有利于R12的提升,并且隨白光LED色溫的升高,提升作用逐漸增強。

        3 討論

        實驗結(jié)果表明,在不同色溫下的白光LED封裝中,氮氧化物藍綠粉有利于提升顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)R12,是實現(xiàn)超高顯指和全光譜白光LED的關(guān)鍵。此部分將從藍綠粉對Ra和R12的影響兩個方面進行分析。

        3.1 藍綠粉對Ra的影響

        圖7為白光LED光譜中藍光(400~500 nm)所占比例隨色溫的變化關(guān)系。從圖中可以看出,當Tc= 6 000 K時,藍光所占比例較大,約為25%;當Tc= 4 000 K時,藍光所占比例較小,約為17%;當Tc=3 000 K時,藍光所占比例最小,僅為10%。由此可知,加入氮氧化物藍綠粉與否,同種色溫下藍光所占比例大致相同,而隨著色溫的降低,藍光所占比例均逐漸減小。因此,在色溫較低時,加入藍綠粉對顯色指數(shù)Ra的提升作用較??;而隨著色溫的升高,藍綠粉對Ra的提升作用逐漸增大。這與添加藍綠粉對暖白顯色指數(shù)提升較小而對中性白和正白顯色指數(shù)提升較大的封裝測試結(jié)果相符。特別是對正白而言,藍綠粉的加入使得Ra由90.7大幅提升至97.4。

        圖7 兩種封裝方案在不同色溫下的藍光所占比例圖Fig.7 Proportion of blue light at different correlated color temperatures for two packaging schemes

        3.2 藍綠粉對R12的影響

        對于全光譜白光LED封裝而言,要求特殊顯色指數(shù)R1~R15全部大于90。其中,實現(xiàn)全光譜白光LED的難點在于R12的提升。R12與白光光譜中的飽和藍光成分相關(guān),是評價LED對飽和藍色的復現(xiàn)質(zhì)量指標。峰值發(fā)射波長為495 nm的氮氧化物藍綠色熒光粉,恰好可以彌補白光LED光譜中的飽和藍色成分,有利于全光譜白光LED封裝。

        為研究氮氧化物藍綠粉對R12的影響規(guī)律,將同一色溫加入藍綠粉前后的光譜圖與特殊顯色指數(shù)R12對應的光譜輻亮度因數(shù)曲線進行比較,結(jié)果如圖8所示。可以看出,R12對應的光譜輻亮度因數(shù)曲線在430~520 nm之間具有較高強度,也就是說白光光譜在該波段范圍內(nèi)光譜強度越強,飽和藍色R12越大,顯色性越好。通過Origin 9.3軟件對加入藍綠粉前后該波段范圍進行積分,積分面積在整個白光光譜中的占比如表3所示。未加入藍綠粉時,6 000 K、4 000 K和3 000 K色溫下430~520 nm波段積分面積占比分別為33.45%,22.72%,16.02%;加入藍綠粉后,相應占比分別為36.77%,25.50%,16.88%,增幅分別為3.32%,2.78%,0.86%。由此解釋了隨著白光LED色溫的升高,氮氧化物藍綠粉的加入對R12提升作用逐漸增強的實驗現(xiàn)象。

        圖8 兩種封裝方案在不同色溫下的光譜對比圖Fig.8 Spectral comparison of two packaging schemes at different correlated color temperatures

        Tc/K6 0004 0003 000P1/%33.4522.7216.02P2/%36.7725.5016.88△P/%3.322.780.86

        注:P1代表黃綠粉+紅粉的雙熒光粉封裝方案;P2代表藍綠粉+黃綠粉+紅粉的三熒光粉封裝方案

        4 結(jié)論

        利用藍光LED芯片激發(fā)熒光粉的方法制備白光LED,并在不同色溫條件下研究實現(xiàn)超高顯指及全光譜白光LED的封裝方案,重點研究了加入氮氧化物藍綠色熒光粉BaSi2O2N2:Eu2+在白光LED封裝中對顯色指數(shù)Ra,特別是特殊顯色指數(shù)R12的影響規(guī)律。實驗結(jié)果表明,添加氮氧化物藍綠粉后,對白光LED的顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)R12均有較大的提升作用,并且隨色溫的升高,對R12的提升作用逐漸增強,在Tc=6 000 K、4 000 K、3 000 K時,R12分別增加了22、9和2,特別是在正白色溫下,顯色指數(shù)Ra增幅達到6.7。因此,相對于藍光芯片+鋁酸鹽黃綠粉Y3(Al,Ga)5O12:Ce3++氮化物紅粉(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+的雙熒光粉封裝方案,采用藍光芯片+氮氧化物藍綠粉+鋁酸鹽黃綠粉+氮化物紅粉的三熒光粉封裝方案有利于提升Ra和R12,可以實現(xiàn)全光譜白光LED(Ra> 95,R1~R15均大于90),在提升現(xiàn)有白光LED照明品質(zhì)方面具有重要的應用價值。

        猜你喜歡
        黃綠紅粉鋁酸鹽
        “紅粉”來信
        《紅粉》海報
        散文詩(2022年14期)2022-08-08 10:37:24
        “紅粉”來信
        玩味色彩空間
        稀土鋁酸鹽(RE4Al2O9)的研究現(xiàn)狀與應用
        陶瓷學報(2020年3期)2020-10-27 02:07:22
        黃綠之境
        硅灰對硫鋁酸鹽水泥砂漿物理力學性能的影響
        上海建材(2017年5期)2018-01-22 02:58:52
        紅粉撲花
        花卉(2017年1期)2017-01-13 03:43:25
        彩虹
        幾種外加劑組分對硫鋁酸鹽水泥性能的影響
        成年站免费网站看v片在线| 东风日产系列全部车型| 一区二区三区一片黄理论片| 国产一区高清在线观看| 国产女人高潮叫床视频| 91免费永久国产在线观看| 激情文学人妻中文字幕| 91久久国产香蕉熟女线看| 肉色欧美久久久久久久免费看| 国产精品久久婷婷六月丁香| 91久久综合精品国产丝袜长腿| 日韩精品一区二区亚洲专区| 无码aⅴ精品一区二区三区| 亚洲学生妹高清av| 亚洲AV乱码毛片在线播放| 亚洲国产最新免费av| 日日躁夜夜躁狠狠躁| 中文字幕精品久久久久人妻红杏1| 无码免费午夜福利片在线| 日本免费视频一区二区三区| 男人和女人做爽爽视频| 亚洲国产理论片在线播放| 欧美日韩精品一区二区三区不卡| 亚洲欧美日韩中文v在线| 国产女主播福利一区二区| 亚洲av无码无线在线观看| 国内老熟妇对白xxxxhd| 亚洲精品AⅤ无码精品丝袜无码 | 亚洲免费看三级黄网站| 亚洲国产中文字幕视频| 少妇高潮尖叫黑人激情在线| 甲状腺囊实性结节三级| av黄色大片久久免费| 欧美牲交videossexeso欧美| 人体内射精一区二区三区| 中文字幕av久久激情亚洲精品| 久久国产黄色片太色帅| 亚洲精品suv精品一区二区| 99久久久无码国产精品动漫| 日本a级片一区二区三区| 丁香美女社区|