一种快速制备白光led器件的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种快速制备白光LED器件的技术领域。
【背景技术】
[0002]白光LED作为一种新型固体冷光源，具有低阈值电压、高亮度、长寿命、结构紧凑、体积小、重量轻、响应快和无辐射等优点，被称为第四代照明光源。目前实现白光LED的常用途径有以下三类:(I)用红、绿和蓝三基色LED芯片混合得到白光LED ; (2)釆用紫光LED芯片激发红、绿和蓝荧光粉实现白光LED ; (3)用蓝光LED芯片激发黄色荧光粉，所得的黄光和剩余的蓝光混合得到白光LED。
[0003]目前制备白光LED器件都是根据多次实验得到的经验值，没有一个完整的理论计算流程。对于一种材料来说，多次实验还不是很麻烦，但换了材料时，之前的比例就不再适用，得重新调试；当使用多种材料时，不同材料间的比例调试将带来很大的工作量，不仅费时费力，还浪费材料，给生产带来不便，降低了生产效率。尤其对于顾客需要某种固定参数(如固定的显色指数、光效)时，生产商更是要花很长时间来找到合适的荧光粉，甚至花了很长时间也没有找到适合顾客的要求；这无疑对生产商来说是一种损失。
[0004]相比较之下，有一种简单、准确、有效的理论合成白光模型，对于生产商来说，不仅省时省力，而且节约成本，提高生产效率，获得更多的利润。
【发明内容】
[0005]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种快速制备白光LED器件的方法，能够缩短制备时间、降低了制备成本、提高制备白光LED器件的生产效率。
[0006]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0007]—种快速制备白光LED器件的方法，根据理论计算的白光光谱，将荧光粉涂覆在LED芯片上，使其发光峰的强度比和理论计算的白光光谱中的发光峰强度比一致，即得到需要的白光LED器件。
[0008]具体情况和步骤如下:
[0009]情况1:已知LED芯片和荧光粉，要求制备显色指数或光效最大的白光LED器件。
[0010]步骤(I):使用光谱叠加模型，使已知的LED芯片和荧光粉合成光谱落在白光范围内，计算出最大显色指数或最大光效的白光LED光谱；
[0011]步骤(2):将荧光粉涂覆在LED芯片上，使其发光峰的强度比和理论计算的白光光谱中的发光峰强度比一致，即得到需要的白光LED器件。
[0012]情况2:已知LED芯片，给定白光LED器件的显色指数或光效，要求找到合适波长的荧光粉，并制备相应的白光LED器件。
[0013]步骤(I):按照给定白光LED器件的显色指数或光效，找到合适波长的荧光粉；
[0014]持续改变其中一种荧光粉的波长，使其理论计算的显色指数或光效值和给定的一致，即找到合适波长的荧光粉，并得到显色指数或光效值和给定的一致的白光LED光谱；
[0015]步骤(2):将合适波长的荧光粉涂覆在给定的LED芯片上，使其发光峰的强度比和理论计算的白光光谱中的发光峰强度比一致，即得到需要的白光LED器件。
[0016]进一步的，所述LED芯片包括常见的蓝光和紫光等LED芯片，所述荧光粉包括常见的红粉、绿粉、黄粉和不同材料的量子点，所述LED芯片和常见的红粉、绿粉、黄粉的光谱直接导入使用。
[0017]进一步的，量子点的光谱通过高斯拟合即可使用。
[0018]进一步的，量子点通过改变中心波长即可得到不同颜色的量子点，根据波长选择相应的量子点即可使用。
[0019]有益效果:本发明的白光LED器件制备方法包括理论得到需要的白光光谱和制备白光LED器件方法，其中理论合成需要的白光光谱根据白光显色指数或光效公式来得到的，制备白光LED器件时是根据理论得到的给定白光光谱，对应的不同发光峰的强度比要一致。与现有的实验调制方法相比，具有如下优点:
[0020]1、市场上常用的荧光粉数据可以直接导入使用，节省时间。
[0021]2、量子点的光谱可以通过高斯拟合得到，根据理论计算好的白光光谱再来选取适合的量子点，这样可以避免盲目做很多材料，费时费力费材料，还不一定找到合适的。
[0022]3、根据理论给定的白光光谱来制备白光LED器件，准确、效率高。
[0023]4、整个过程花时少，且精确，节约成本，有效提高了生产效率。
[0024]本发明的快速制备白光LED器件的方法相对于现有方法而言，可以方便、有效的得到需要的白光LED器件，改变生产中多次实验的低效率，提高生产效率；本发明的方法准确、有效，可以快速得到白光LED器件及其需要的荧光粉，白光LED器件生产效率更高。
【具体实施方式】
[0025]下面对本发明作更进一步的说明。
[0026]—种快速制备白光LED器件的方法，根据理论计算的白光光谱，将荧光粉涂覆在LED芯片上，使其发光峰的强度比和理论计算的白光光谱的不同发光峰强度比一致，即得到需要的白光LED器件。
[0027]具体情况和步骤如下:
[0028]情况1:已知LED芯片和荧光粉，要求制备显色指数或光效最大的白光LED器件。
[0029]步骤⑴:使用光谱叠加模型，使已知的LED芯片和荧光粉合成光谱落在白光范围内，计算出最大显色指数或最大光效的白光LED光谱；
[0030]步骤⑵:将荧光粉涂覆在LED芯片上，使其发光峰的强度比和理论计算的白光光谱中的发光峰强度比一致，即得到需要的白光LED器件。
[0031]情况2:已知LED芯片，给定白光LED器件的显色指数或光效，要求找到合适波长的荧光粉，并制备相应的白光LED器件。
[0032]步骤(I):按照给定白光LED器件的显色指数或光效，找到合适波长的荧光粉；
[0033]持续改变其中一种荧光粉的波长，使其理论计算的显色指数或光效值和给定的一致，即找到合适波长的荧光粉，并得到显色指数或光效值和给定的一致的白光LED光谱；
[0034]步骤(2):将合适波长的荧光粉涂覆在给定的LED芯片上，使其发光峰的强度比和理论计算的白光光谱中的发光峰强度比一致，即得到需要的白光LED器件。
[0035]进一步的，所述LED芯片包括常见的蓝光和紫光等LED芯片，所述荧光粉包括常见的红粉、绿粉、黄粉和不同材料的量子点，所述LED芯片和常见的红粉、绿粉、黄粉的光谱直接导入使用。
[0036]进一步的，量子点的光谱通过高斯拟合即可使用。
[0037]进一步的，量子点通过改变中心波长即可得到不同颜色的量子点，根据波长选择相应的量子点即可使用。
[0038]实施例:直接导入中心波长为455nm、半高宽为25nm的蓝光LED芯片光谱及中心波长为560nm的黄粉光谱，高斯拟合得到中心波长为616nm、半高宽为85nm的红色量子点光谱，将这三个光谱按比例叠加，比例系数范围从0.01到100，使用Matlab循环计算，如果得到的光谱在白光范围内，就计算其显色指数，最后比较所有的显色指数，找到最大显色指数87，导出其白光光谱，得到蓝光、黄光、红光峰值强度之比，即波长在455nm、560nm、616nm处的强度之比为125:45:54ο
[0039]制备白光LED器件，将硅胶与YAG = Ce3+按质量比为10:1混合，置于荧光光谱仪中，在455nm波长光激发下，逐渐加入CdS = Mn量子点，直到混合溶液的荧光谱中616nm和560nm的光强之比达到6:5为止。然后将此混合溶液涂覆在蓝光LED芯片上(发射峰波长为455nm)，通过调节涂覆量，使560nm和455nm的光强之比达到9:25为止。实验测得其白光LED器件的显色指数为87，与理论值相符。
[0040]以上所述理论计算时，所有荧光粉发光均视为由LED芯片发出的光激发(如蓝光)，而荧光粉之间没有自吸收。所述的量子点包括油相和水相量子点。所述的荧光粉可以包括多种，其相应的公式稍作调整皆可。
[0041]应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种快速制备白光LED器件的方法，其特征在于:根据理论计算的白光光谱，将荧光粉涂覆在LED芯片上，使其发光峰的强度比和理论计算的白光光谱中的发光峰强度比一致，即得到需要的白光LED器件。2.根据权利要求1所述一种快速制备白光LED器件的方法，其特征在于，具体步骤如下: 已知LED芯片和荧光粉，制备显色指数或光效最大的白光LED器件； 步骤(I):使用光谱叠加模型，使已知的LED芯片和荧光粉合成光谱落在白光范围内，计算出最大显色指数或最大光效的白光LED光谱； 步骤(2):将荧光粉涂覆在LED芯片上，使其发光峰的强度比和理论计算的白光光谱中的发光峰强度比一致，即得到需要的白光LED器件。3.根据权利要求1所述一种快速制备白光LED器件的方法，其特征在于，具体步骤如下: 已知LED芯片，给定白光LED器件的显色指数或光效，要求找到合适波长的荧光粉，并制备相应的白光LED器件； 步骤(I):按照给定白光LED器件的显色指数或光效，找到合适波长的荧光粉； 持续改变其中一种荧光粉的波长，使其理论计算的显色指数或光效值和给定的一致，即找到合适波长的荧光粉，并得到显色指数或光效值和给定的一致的白光LED光谱； 步骤(2):将合适波长的荧光粉涂覆在给定的LED芯片上，使其发光峰的强度比和理论计算的白光光谱中的发光峰强度比一致，即得到需要的白光LED器件。4.根据权利要求2或3所述一种快速制备白光LED器件的方法，其特征在于:所述LED芯片包括常见的蓝光和紫光LED芯片，所述荧光粉包括常见的红粉、绿粉、黄粉和不同材料的量子点，所述LED芯片和常见的红粉、绿粉、黄粉的光谱直接导入使用。5.根据权利要求4所述一种快速制备白光LED器件的方法，其特征在于:量子点的光谱通过高斯拟合即可使用。6.根据权利要求5所述一种快速制备白光LED器件的方法，其特征在于:量子点通过改变中心波长即可得到不同颜色的量子点，根据波长选择相应的量子点即可使用。
【专利摘要】本发明公开了一种快速制备白光LED器件的方法，根据理论计算的白光光谱，将荧光粉涂覆在LED芯片上，使其发光峰的强度比和理论计算的白光光谱中的发光峰强度比一致，即得到需要的白光LED器件。本发明的快速制备白光LED器件的实用方法，可以方便、有效的得到需要的白光LED器件，改变生产中多次实验的低效率，提高生产效率；本发明的方法准确、有效，可以快速得到白光LED器件及其需要的荧光粉，白光LED器件生产效率更高。
【IPC分类】H01L33/00, H01L33/50
【公开号】CN105047770
【申请号】CN201510397973
【发明人】张家雨, 高小钦
【申请人】东南大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月8日