低色温高显色性白光LED的研究

　　郑代顺等人[11]用GaN基倒装焊大功率蓝光LED激发黄色荧光粉，同时采用AlGaInP高亮度小功率红光LED芯片进行补偿来制备大功率白光LED,得到的白光的Tc和Ra分别为3,450K和93.9,器件的Φ和η为26.6 lm和19.42 lm/W,远远高于前面提到的采用蓝光LED同时激发黄色和红色两种荧光粉得到的器件水平，这是因为避开了低效率红色荧光粉的使用。此方法的缺点在于必须对蓝光和红光芯片的工作电流分别加以控制，以调整蓝、黄和红三色光的比例，从而得到高Ra白光，导致驱动电路相对复杂。此外，由于蓝光芯片、荧光粉和红光芯片构成的是相对独立的发光体，就单个器件存在空间颜色不均匀的问题，这一问题可以通过适当的阵列排布方式来解决。目前，红光LED芯片补偿法在LED器件封装中较少使用，在高档室内灯具如筒灯设计中往往采用红光LED（指单灯）补偿法制造低色温高显色性的节能灯具。采用红光LED补偿法得到的筒灯，其相关色温和显色指数值如表1所示，从表1中可以看出，加了红光LED后，显色性提高，且色温值也较低。

　　2 低色温高显色性白光LED光色参数分析及其制备

　　2.1 低色温白光LED光色参数测试与分析

　　实验抽验了国内不同LED封装厂的低色温（3,000~3,300K）白光样品1、样品2,采用PMS-80紫外可见光近红外光谱分析系统测试并记录了样品的色温、显色指数、色比等光色参数。如表2所示，样品1单颗光通量高达87.406 lm,但显色指数不足50;样品2光通量仅有22.832 lm,但显色指数将近90.

　　如图1所示，样品1显色指数较低主要是因为：R8（亮浅红-紫色）、R9（深红色）、R11（浓绿色）、R12（浓蓝色）的值均较低，尤其是R9（深红色）的值为0,说明光谱中缺少红光和蓝偏绿的光，可以通过加入激发光谱与所选择的蓝光LED的发射光谱相匹配的红色荧光粉和绿色荧光粉来提高显色性。

　　如图2所示，白光LED样品的光谱图中，样品1的蓝光能量比样品2要小，且黄光光谱部分相对偏向黄橙波段，也就是说红光能量相对较低，所以显色性较差。

　　2.2低色温高显色性白光LED的制备

　　实验采用国外瓦级InGaN基蓝光LED芯片制备低色温高显色白光LED,在已固晶焊线后的芯片上涂敷按一定比例调配好的荧光粉和硅胶的混合物，并烘烤使其固化。采用杭州远方LED300测试样品的光色参数，如表3所示。

　　如表3所示，白光光谱的红色部分在初始老化时期有较明显的衰减现象，光谱的变化导致色坐标的漂移，使得色温上升。而荧光粉效率的降低也导致了光通量和发光效率的下降。在500hrs后，衰减现象逐步减缓。

　　如图3所示，在低色温高显色性大功率LED老化过程中，红色部分衰减较为明显（600~780nm），红色比从24.5%下降到19.3%,但从表3中可以看出显色指数仍保持80以上，满足照明的需求。

　　3 结论

　　本文论述了低色温高显色性白光LED的制备方法，包括：（1）RGB三基色芯片混合成白光；（2）近紫外LED芯片激发RGB荧光粉；（3）蓝光LED芯片激发荧光粉；（4）红光LED芯片补偿法等，重点分析了低色温高显色性白光LED的光色电参数，指出了低色温高显色性白光LED制备技术的难点，并制备了瓦级大功率白光LED,其显色性高达93,经过1,000小时老化后，色温出现漂移，显色指数仍高于83.