1、白光LED的结构与发光原理,报告人：庞 涛,1、多芯片型LED,优点：1、无Stokes位移能量损失2、无荧光粉中非辐射复合损失缺点：1、不同芯片的驱动电压不同，需要分别供电 ，因此电路复杂，成本高2、不同芯片的老化衰减不一致，长期工作会导致色温偏移,芯片材料选取：AlGaInN和AlGaInP,2、量子点LED,2.1 什么是量子点： 量子点是准零维的纳米材料，粗略地说，是指三个维度的尺寸都在10 nm以下，由于其内部电子在各方向上的运动都受到限制，所以量子局域效应特别显著。2.2 量子点LED工作原理： 不同尺寸的量子点电子和空穴被量子限域的程度不一样，分子特性的分立能级结构也因量子点的尺
2、寸不同而不同，因此在收到外来能量激发后，不同尺寸的量子点将发出不同波长的荧光。,2.3 量子点LED结构（一）,通过镀膜法将量子点材料均匀涂覆在电子传导层和空穴传导层之间，通过改变量子点的种类和尺寸来控制材料发射光谱的范围。优点： 发光层由量子点胶体溶液旋涂制成，工艺简单、成本低、可制成柔性器件。,Catalyst-free InGaN/GaN dot-in-a-wire heterostructures are grown by molecular beam epitaxy on Si(111) substrates.,Appl. Phys. Lett., vol. 96, 013106,
3、2010.Nano Lett., in press.,3.4 量子点LED结构（二）,利用MBE直接在衬底上生长包含点的纳米线电子注入式发光，效率更高。,Nizamoglu等人2008年通过利用蓝紫光LED与量子点荧光粉组合，实现显色指数80以上、色温在3000K、流明效率高达300 lm/W的暖白色发光。,2.5 量子点LED结构（三）,3、蓝光LED+荧光粉,优点：成本低，工艺成熟缺点：1、显色性差2、发光颜色受驱动电压影响3、荧光粉涂层厚度影响色温均匀性4、封装用环氧树脂易高温老化5、适用的荧光粉少,3.1 一种提高荧光显色性的方法,通过对荧光粉掺杂的改进，引入Gd3+、Pr3+使610
4、nm处出现明显发射峰，且荧光主峰发生红移，从而使光谱中红光成分增强。,3.2 一种提高相关色温分布均匀性的方法,用于照明的白光LED，其相关色温的空间分布均匀性是产品性能的重要指标。人眼能分辨的相关色温差异约为50100K，而目前普通白光LED由于采用直接在芯片表面涂覆荧光粉和硅胶混合体，而荧光粉粉层厚度难以控制，使得整个出射的白光相关色温分布难以达到均匀一致。其角向相关色温差异高达800K.解决方案： 优化涂覆工艺，改善荧光粉层厚度的均匀性。,3.3 一种提高光效和使用寿命的封装方法,传统封装方法采用荧光粉涂覆和环氧树脂封装技术，对于小功率器件可以满足要求，但对于大功率器件，由于工作电流高达
5、350mA，因此会加速环氧树脂材料的老化，从而影响器件的发光效率和使用寿命。1、解决方法：利用微晶玻璃代替传统方法2、指导思想：与树脂相比，玻璃材料更耐高温、且导热性更好。,4、紫外、近紫外、紫光LED+荧光粉,优点：1、色温不受电流影响2、显色性好3、适用材料丰富 可采用单相基质（宽带谱、分立谱），也可采用多相基质（分立谱）。4、发光效率高缺点：1、紫外芯片发光效率低2、封装树脂抗紫外辐射老化能力差,5、近红外LD（LED）+荧光粉,5.1 优点：1、色温不受电流影响2、显色性较好3、适用材料丰富 可采用单相基质（宽带谱、分立谱），也可采用多相基质。4、材料稳定好，无光衰5、成本低6、色温与亮度便于调节5.2缺点：效率偏低,5.3 上转换发光原理,Auzel提出的6种上转换发光机理,5.4 色温调节,5.5 色平衡的控制,
