對于制作RGB三基色合成的白光LED,,必須注意以下幾個問題:
(1) 三種LED芯片發(fā)出的光的主波長一般是:紅光為615~620mm,綠光為 530~540mm,,藍(lán)光為460~470nm,。要達(dá)到最佳光效,可在這三種光的主波長范圍內(nèi)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)選擇最佳的主波長配比,。如果為了提高顯色指數(shù),,可采用藍(lán)光(460nm)、綠光(525nm),、黃光(580nm),、紅光(635nm)組合,這種光的主波長配比可得到最佳的顯色指數(shù)(達(dá)95以上),,光效可達(dá)35~40lm/W,,最低色溫可做到2700K。為了兼顧出光效率和顯色指數(shù),,三種LED芯片發(fā)出的光的主波長和發(fā)光強(qiáng)度需要進(jìn)行優(yōu)化組合,。根據(jù)所用的模式和材料多做幾次實(shí)驗(yàn),可得到最佳效果,。
(2) 對于三種LED紅,、綠、藍(lán)芯片的發(fā)光強(qiáng)度的比例,,一般選擇為3(紅):6(綠):1(藍(lán)),,但是要考慮到不同芯片光衰不一樣;而且當(dāng)點(diǎn)亮發(fā)熱后,三基色光的主波長漂移也不同,。同時考慮這幾個因素,,進(jìn)行綜合的實(shí)驗(yàn)來得到最好的效果,所以上述的只作為參考的比例,,而不是固定的結(jié)論,。
(3) 如果將三種LED芯片簡單地排列封裝在一起,那么這樣不能使三種LED的顏色光很好地混合成白光,。圖1給出了RGB三色混合的示意圖,,只有A區(qū)是三種顏色都有的區(qū)域,,所以只有A區(qū)才是白光,其他區(qū)域都不是白光,。RGB三種芯片發(fā)出的光能量主要分布在以光源光軸為中心的一定角度之內(nèi),,因此不同位置上由不同芯片發(fā)出的光要傳播一定距離后,才可能發(fā)生交疊進(jìn)而混色,。然而即使在傳播一定距離后,,仍然只有中心區(qū)域才出現(xiàn)白光,也就是說中心區(qū)域以外的區(qū)域仍然沒有混合,,并且發(fā)散角度比較大的光線在經(jīng)過傳播后遠(yuǎn)離中心,,繼而造成發(fā)光效率降低。
圖1 RGB三基色的混合
因此,,如何在較短傳播距離內(nèi)高效地混光,,是封裝高質(zhì)量三基色白光LED的關(guān)鍵所在。只有通過特殊的封裝設(shè)計(jì),,才能解決這個問題,,如圖2所示。采用這種結(jié)構(gòu)后,,三種光基本集中在一個區(qū)域進(jìn)行混光,,所以在制作三基色合成白光LED時,應(yīng)該在熱沉上和模粒上實(shí)現(xiàn)一些特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,從而使三種基色光能在集中的區(qū)域混合產(chǎn)生有效的白光,。
圖2 三基色光混合的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(4) 多芯片集中封裝在一個器件中,熱量的散發(fā)會更加困難,。因此在制作RGB三基色光混合成白光時,,特別要注意散熱的問題。這三種芯片其溫度特性不一樣,,溫度變化會引起色溫偏差,。表1對幾種主要的白光LED制作效果進(jìn)行了比較。
表1 幾種主要的白光LED制作效果