白光LED光斑均匀性的改进[2]

　　4. 2　器件之间的一致性

　　为考察各种工艺制作时的可控性与一致性,考察器件之间的色度、色温一致性,我们采用积分球法测量了样品A1～A5的每批白光LED 的色坐标值(x,y)和色温(Tc) ,计算出其色度标准差σ和色温标准差σTc ,结果列于表2中。将表2中样品A3一批器件的色度坐标值绘于CIE1931色度图5上,以便更直观的反应器件之间色度的差异性。

　　表2　A1～A5样品一批之间的色坐标及色温标准差

　　图5　A3样品批内的色度坐标图及其主波长分布

　　由表和图中可见,一批器件的一致性很不好。色度上0.01的差异就能很容易的被人眼感觉到并分辨出来.而以上A1～A5样品的色度差异远大于人眼所能感觉的限度,即一批产品的色度有的偏蓝、有的偏黄,差异性很大。从另一个角度上,人眼能分辨的色温差异为50～100 K,以上A1～A5样品的色温差异远大于这一范畴,即采用这种工艺生产的产品色温一致性不好。这种器件之间的色度不均匀性是由于封装工艺中,荧光粉层涂敷环节可控性差造成的,且采用人工操作,其一致性和可控性不好。在同一批产品的制作中,颜色的分布都是很大的。

　　人眼对于白光区域是非常敏感的, 色度上0. 01的差异就能很容易的被人眼感觉到并分辨出来,所以,要求色坐标的分布差异应尽可能小。由上可见,虽然采用不同的粉层结构,单个LED的出射白光光斑的色度分布的差异有所不同,但总体上的色坐标差异还是很大的, 9点之间的色坐标差异基本都大于人眼能分辨的颜色差异值(0.01)。当器件点亮时,其投射的白光光斑色度不均匀,有的地方偏黄,有的地方偏蓝,器件的光学性能不是很理想。光斑的不均匀性是由荧光粉层的涂敷形状造成的。说明采用目前的点胶工艺制作荧光粉层时对于器件内的荧光粉层形状和厚度均匀性的控制较差,很难得到出射光斑光色的均匀性和一致性。

　　5　结　　论

　　由以上的测试分析我们得到,虽然采用不同的粉层结构,能够一定程度上改善白光光斑的色度均匀性。但总体上,采用这种传统的点胶工艺制作的器件的白光光斑性能不好,其出射光斑的空间色坐标差异基本都大于人眼能分辨的颜色差异值(0.01)。这种光斑的不均匀性是由荧光粉层的涂敷形状造成的。由于是手工操作,所形成的荧光粉层形状是凹凸不平的,且这种工艺形成的荧光粉层是拱形的,厚度是不均匀的,最后出射的白光光斑会有蓝圈黄圈现象,极大地影响产品性能,即产生单个器件的出射白光不均匀性。

　　同时,采用目前的点胶工艺制作荧光粉层,一批器件的一致性也不好,色度、色温分散性大。这种器件之间的色度不均匀性是由于荧光粉层涂敷环节可控性差造成的。

　　所以,现有的荧光粉层灌封点胶工艺是很不成熟的,存在很大的弊端。荧光粉层的可控性是影响色度不均匀性(即光斑均匀性)的主要因素,包括单个器件内的光斑和器件之间的颜色一致性都不理想。

　　为了弥补灌封点胶工艺在出光均匀性的不足,一种新型的平面涂层技术受到重视,利用粉浆法,可以在LED 芯片的表面上,得到一层厚度均匀的荧光粉粉层,均匀的荧光粉粉层可以保证单颗白光LED出光在空间的均匀性,同时,通过控制感光胶中各成分的比例及相关工艺参数,使器件间的色度均匀性得到改善。

编辑：Cedar