現(xiàn)有的白光LED技術(shù)采用藍(lán)色LED和黃色熒光粉的組合制造。當(dāng)來(lái)自LED的藍(lán)光與從熒光體發(fā)出的黃光混合時(shí)，感知白光。在這種裝置中，重要的是光輸出的顏色是均勻的，并且顏色是一致的。不同的設(shè)備之間。傳統(tǒng)的磷光體分配方法通常用于制造該裝置，其中環(huán)氧樹脂漿料中的磷光體直接分配在LED管芯的頂部上。在制造過(guò)程中精確分配一定量磷光體的難度被廣泛認(rèn)可。此外，在分配過(guò)程之后發(fā)生另外兩種現(xiàn)象。首先，在固化之前，磷光體趨于穩(wěn)定下來(lái)（參見圖1）。其次，封裝材料也會(huì)收縮，在完全固化之前導(dǎo)致不同的鑄造高度。這兩個(gè)變化引起LED和磷光體之間的顯著相互作用。鑄造高度越高，磷光體的量越高，這導(dǎo)致白光更黃，因?yàn)楦嗟乃{(lán)光被磷光體轉(zhuǎn)換。在更多熒光粉沉降到底部的情況下，看到藍(lán)白色光（參見圖2）。最終結(jié)果是從一個(gè)設(shè)備到另一個(gè)設(shè)備的顏色輸出不均勻，導(dǎo)致沿著白色LED的色度圖軸的顏色擴(kuò)散很寬。

圖1：LED橫截面顯示磷沉積。

圖2：由于不同的鑄造（不同量的磷光體）導(dǎo)致白光輸出的圖示。

基于膠片的方法有助于最小化白色的顏色擴(kuò)散LED，從而提高制造產(chǎn)量并降低產(chǎn)品成本。在現(xiàn)有方法中，顏色擴(kuò)散沿著色度圖的軸線跨越0.04，而基于膜的方法能夠?qū)U(kuò)散減小到小于0.02。 （請(qǐng)參考圖9中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果）。

通過(guò)將LED和熒光膜放置在腔體內(nèi)，確保了高效的光收集，混合和傳輸。通過(guò)避免直接接觸，磷光體層受LED產(chǎn)生的熱量的影響較小，從而保持磷光體材料的發(fā)射效率。當(dāng)然，隨著溫度的升高，磷光體會(huì)降低轉(zhuǎn)換效率，因此熒光膜與LED的距離越遠(yuǎn)，所經(jīng)歷的不良加熱效果就越小。此外，通過(guò)將熒光膜嵌入腔體內(nèi)，它是保護(hù)免受環(huán)境中已知會(huì)對(duì)磷光體產(chǎn)生不利影響的其他元素的影響。

將磷光膜嵌入兩個(gè)封裝層之間的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是確保熱膨脹系數(shù)不匹配，這可以在不同層之間產(chǎn)生分層。

實(shí)驗(yàn)方法和討論

聚合物粘合劑（硅樹脂）中的磷光體通過(guò)使用刮刀刀片在基板上拉伸以產(chǎn)生磷光體膜。在該實(shí)驗(yàn)中使用載帶作為基底。選擇正確的硅樹脂來(lái)生產(chǎn)具有良好表面特性的連續(xù)薄膜是生產(chǎn)具有一致薄膜厚度的熒光粉薄膜的重要步驟之一。

評(píng)估三種類型的硅樹脂以確定最佳的硅樹脂，以形成具有良好表面特性的連續(xù)薄膜：沒(méi)有空隙或氣泡。在該評(píng)估中使用有機(jī)硅A，因?yàn)樗a(chǎn)生具有所需表面性質(zhì)的優(yōu)異薄膜。圖3顯示了使用不同類型硅樹脂的熒光膜質(zhì)量。

接下來(lái)，填充最高 - 磷光體比率與硅樹脂混合以避免磷光體沉降。制造具有表1中所述厚度的全膜。使用Avago的Blue Moonstone裝置在1cm光柵中掃描薄膜（圖4），并測(cè)量相關(guān)色溫（CCT）。結(jié)果表明，CCT為3000K或4100K的熒光膜由于薄膜厚度小而不均勻。由于較大的膜厚度，CCT為6500K或9300K的磷光膜更均勻。然后使用180μm的最佳膜厚度來(lái)制備磷光體膜用于隨后的評(píng)估。

相關(guān)色溫?zé)晒獗缺∧ず穸缺∧ぞ鶆蚨?500K60％180μm均勻9300K60％180μm均勻3000K40％100μm不均勻4100K40％75μm不均勻表1：所需相關(guān)色溫（CCT）的最佳薄膜厚度和熒光比率。圖4：Avago的等軸測(cè)圖Moonstone Power LED Star封裝（ASMT-Mx09）。

首先將帶有載帶的熒光膜固定在粘合板上，然后用激光切割（圖5）。

圖5：轉(zhuǎn)換器層在玻璃載體上處理并用激光切割。

圖6說(shuō)明了該實(shí)驗(yàn)的成功模型。 LED被放置在腔體內(nèi)，并且從LED的一個(gè)端子到腔體底部的端子（未示出）形成引線接合。第一層密封劑放置在LED上方。放置磷光體膜使得一側(cè)與第一密封劑接觸。然后放置第二密封劑，使得磷光體膜的另一側(cè)與其接觸。結(jié)果，磷光體膜幾乎接收所有藍(lán)光并將至少一部分藍(lán)光轉(zhuǎn)換成黃光。如圖7所示，空腔壁充當(dāng)反射器，并在所需方向上引導(dǎo)藍(lán)光和黃光的組合，以進(jìn)一步改善顏色混合，從而增強(qiáng)發(fā)射白光的均勻性。

圖6：Avago的Moostone LED封裝中熒光膜組件的示意圖。

利用所提出的組裝方法，將磷光體膜放置在靠近管芯的位置，允許藍(lán)色LED發(fā)出的藍(lán)光看到一致的磷光體厚度。因此，藍(lán)色到黃色的轉(zhuǎn)換是一致且均勻的。藍(lán)色與黃色光的均勻比率產(chǎn)生更一致的感知白光的最終結(jié)果。如圖8所示，目前“裝箱”白光LED的做法只是一種解決方案，可以管理白色和色彩的變化，這是當(dāng)今制造工藝的結(jié)果。低效的裝箱過(guò)程給制造商帶來(lái)了低的產(chǎn)量，因?yàn)閬G棄了不適合所需顏色箱的LED。到目前為止，還沒(méi)有解決方案來(lái)解決這種方法產(chǎn)生的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)浪費(fèi)。圖9所示的結(jié)果表明，當(dāng)前色散沿色度圖的軸線跨越0.04，而熒光膜方法能夠?qū)U(kuò)散范圍縮小到0.02以下。

圖8：白色LED顏色分檔

圖9：顏色分布與點(diǎn)膠與熒光膜的比較

結(jié)論

采用熒光粉的薄膜可以增強(qiáng)白色LED的顏色一致性材料均勻地?fù)饺隚aInN基白色LED中。將磷光體結(jié)合到膜中提供了準(zhǔn)確且一致的量。當(dāng)藍(lán)光“看到”一致的熒光粉層時(shí)，實(shí)現(xiàn)了一致的色彩轉(zhuǎn)換效果;因此，保持藍(lán)光和黃光的比率，導(dǎo)致一致的白光感知。該技術(shù)使制造商能夠控制色溫并最大限度地減少生產(chǎn)差異。與傳統(tǒng)的基于磷光體的白光LED相比，熒光膜轉(zhuǎn)換的色彩一致性提高了50％。

磷光膜被證明可以實(shí)現(xiàn)窄色度分級(jí)。但是，由于受到當(dāng)前流程的限制，因此需要進(jìn)一步增強(qiáng)同質(zhì)性。