钟传鹏：大功率ＬＥＤ荧光胶封装工艺对其显色性能的影响 文章编号：１００６—６２６８（２０１１）１ｌ一００３１—０５ 大功率ＬＥ Ｄ荧光胶封装工艺对其 显色性能的影响 钟传鹏 （深圳市雷曼光电科技有限公司封装工程部。广东深圳５１８０７５） 摘 要：通过大量试验，探索了荧光粉分层封装和荧光粉混合封装的不同荧光胶封装工艺对大 功率白光ＬＥＤ显色性能的影响。通过甄选荧光粉、硅胶以及配比，制备出显色指数（ｃＲＩ）为９５ 的高亮度、低衰减的大功率白光ＬＥＤ。 关键词：大功率白光ＬＥＤ；荧光胶封装工艺；显色指数 中图分类号：ＴＮ１４１．６ 文献标识码：Ｂ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｇｌｕｅ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ ＩｎｄｅＸ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ ＬＥＤ ＺＨＯＮＧ Ｃｈｕａｎ－ｐｅｎｇ （Ｌｅｄｍａｎ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１ ８０７５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃａｌ，ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｏｎｅ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｇｌｕｅ ｐａｃｋａｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｌａｙｅｒｅｄ ｐａｃｋａｇｉｎｇ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｍｉｘｅｄ ｐａｃｋａｇｉｎｇ ｏｎ ｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒ ｗｈｉｔｅ ＬＥＤ ｃｏｌｏｒ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ．Ｂｙ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒ，ｓｉｌｉｃｏｎ ａｎｄ ｍｉｘｔｕｒｅ ｒａｔｉｏ，ｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒ ｗｈｉｔｅ ＬＥＤ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ａｎｄ ｌｏｗ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｌｏｒ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ ｉｎｄｅｘ（ＣＲ Ｉ）ｒｅａｃｈｅｓ ９５． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｗｈｉｔｅ ＬＥＤ；ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｇｌｕｅ ｐａｃｋａｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｃｏｌｏｒ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ ｉｎｄｅｘ 引 言 辉度蓝光ＬＥＤ的问世，因此利用荧光体与蓝光ＬＥＤ 的组合，就可轻易获得白光ＬＥＤ，然而，如何通过改 随着ＬＥＤ产业的迅猛发展，大功率白光ＬＥＤ 善荧光粉配比和封装工艺使荧光体与蓝光ＬＥＤ的 的应用范围在逐步扩大化，相应地对其性能也日益 组合能够得到更好的发挥，从而改善大功率ＬＥＤ的 提出更高要求，包括亮度、显色性能、光色一致性等 显色性能，得到更好的光谱效果，甚至延长使用寿 等”Ｉ。改善大功率ＬＥＤ的显色性能需要重点研究关 命，对于推动整个产业的持续发展具有非常重要的 键物料荧光粉和荧光粉配比、封装工艺等幢Ｉ。由于高 现实意义。 收稿日期：２Ｏｌ１—０９—２３ Ｎｏｖ．２０１１，总第１３０期 现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ ３１ 薯 荻术交流 曩 钟传鹏：大功率ＬＥＤ荧光胶封装工艺对其显色性能的影响 试验方案设计 １．１ 项目研究的预期关键技术目标 表１项目研究的预期关键技术目标 选择高精度、高灵敏度测试机台以保证性能参 数的准确无误。 ２研究项目的关键要素分析 见图１。 序号的目标 关键技术项目 目前行业水平 预计研究可以达到ｖ １ ２ 显色性能 光通量衰减 ＣＲ１９３ ５％／１．Ｏ００ｈ ＣＲＩ≥９５ ≤５％／１．Ｏ００ｈ ３关键要素甄选和试验过程 通过上述权重分析，可以知道影响大功率ＬＥＤ 显色效果的关键要素是物料、配比和制造工艺。 １．２ 方案设计 １＿２＿１甄选物料 晶片：发光颜色，发光波段，发光强度：荧光粉： 激发波段，粒度粒径，原材料：支架：碗杯形状，基质 材料。 １．２．２工艺试验过程设计 配比的调试，制造工艺的选择，以及各因素包括 ３．１物料要素 ３．１．１ 关键物料 红色荧光粉，绿色荧光粉，黄色荧光粉，硅肢，晶片。 ３．１．２物料甄选关键特性要求 在封装成型后，通过正常蓝色晶片发出光能可 以激发，晶片：发光颜色，发光波段，发光强度：荧光 热学、控制条件、作业方法、来料品质、电流、设计方 式、温湿度等的严格控制。 １＿２＿３产品性能参数的测试 粉：激发波段，粒度粒径，原材料；硅胶：粘度，透光 率；支架：碗杯形状，基质材料。 火键要素权霞比值分析结果 图１影响大功率ＬＥＤ显色效果的主要因素权重分析情况 ３２现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｎｏｖ．２０１１，总第１３０期 钟传鹏：大功率ＬＥＤ荧光胶封装工艺对其显色性能的影响 袁２ Ａ、Ｂ两种荧光粉混合与Ａ、Ｂ、Ｃ三种荧光粉混合所封装的ＬＥＤ对比 — 一 荧光糊．＼最ｌ亩 页 Ａ、Ｂ两种荧光粉 屡色礁｝数（ Ｇｊ ９５ 光ｉ宙 ■ ＿ｖＧｌ ６０．３５２ 邑温 Ｇ ３０５７ Ｉ Ｉ （０．４３２２，０．４０１３） Ａ、Ｂ、Ｃ三种荧光粉 Ａ、Ｂ两种荧光粉 Ａ、Ｂ、Ｃ三种荧光粉 ９２ ９５ ９１ ６５．６９４ ６７．７２４ ７１．０５８ ３Ｏ４９ ６７２７ ６７３５ （０．４３２３，０．４０１５） （０．３１０４，０．３１８６） （０．３ １０３，０．３ １ ８３） 及成品色品坐标均一致）。 光粉Ｃ的加入，色温在３，０５０左右的ＬＥＤ光通量的 最大值平均增加了５．３４２ Ｉｍ，变化率为８．８５％，显 ４．４ Ａ、Ｂ两种荧光粉混合荧光胶与Ａ、Ｂ、Ｃ 色指数从９５下降到９２；而色温在６，７３０左右的 ＬＥＤ光通量的最大值平均增加了３．３３４ Ｉｍ，变化率 为４．９２％，显色指数从９５下降到９１。 三种荧光粉混合荧光胶的激发情况对比 由表２可看出，此两种荧光胶封装工艺，Ａ、Ｂ两 种荧光粉混合与Ａ、Ｂ、Ｃ三种荧光粉混合所封装出 的ＬＥＤ相比，由于黄色荧光粉Ｃ的加入，色温在 ３．０５０左右的ＬＥＤ光通量的最大值平均增加了 ６后续研讨方向 衰减问题是任何一种ＬＥＤ产品关注的重点，关 ５．３４２ Ｉｍ，变化率为８．８５％，显色指数从９５下降到 ９２：而色温在６，７３０左右的ＬＥＤ光通量的最大值平 于高显色性能产品的衰减问题将作为后续探索、研 究的方向。 均增加了３．３３４ Ｉｍ，变化率为４．９２％，显色指数从 ９５下降到９１。 参考文献 ５ 结 论 （１）几种荧光胶分层封装和混合后封装的荧光 …Ｓｔｅｅｌｅ Ｒ Ｖ．Ｈｉｇｈ＿ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ＬＥＤ ｍａｒｋｅｔ ｏｖｅｒｖｉｅｗ【Ｊ】 ｌＰｒｏｃ．ＳＰＩＥ，２００１，４ ４４５：１． 【２】蒋大鹏，侯凤勤等．白色发光二极管色坐标和显色指数的 一胶封装工艺相比，几种荧光粉混合后封装的ＬＥＤ显 色指数高，在荧光粉、硅胶比例，荧光胶胶量以及成 致性【Ｊ】．液晶与显示，２００２．１７．３． 【３】张以谟．应用光学【Ｍ】．北京：机械工业出版社，１９８８．１３４． ｆ４】大田登．色彩工学ｆＭ】．西安：西安交通大学出版社， １９９８，３２０． 品色品坐标均一致的情况下，此两种封装工艺所制 备的ＬＥＤ显色指数平均相差４： （２）一定波段的蓝光晶片通过激发红色荧光粉 ｆ５Ｊ Ｚｕｋａｕｓｋａｓ Ａ，Ｓｈｕｒ Ｍ Ｓ，Ｃａｓｋａ Ｒ．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｓｏｌ— ｉｄ—ｓｔａｔｅ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ［Ｍ１．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｊｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，２００２． Ａ、绿色荧光粉Ｂ以及硅胶Ｄ按一定比例混合的荧 光胶，可封装出显色指数为９５的大功率ＬＥＤ： （３）红色荧光粉Ａ、绿色荧光粉Ｂ两种荧光粉 作者简介：钟传鹏（１ ９８３一），男，硕土研究生，现任深 圳市雷曼光电科技有限公司封装工程部大功率研发 工程师，多年从事高性能复合材料等各种材料的研 究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｕａｎｐｅｎｇｚｈｏｎｇ＠ｌｅｄｍａｎ．ｃｏｒｎ．ｃｎｏ 混合与红色荧光粉Ａ、绿色荧光粉Ｂ、黄色荧光粉Ｃ 三种荧光粉混合所封装出的ＬＥＤ相比，由于黄色荧 Ｎｏｖ．２０１１，总第１３０期 现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ ３５
