基于空封技術(shù)的白光數碼管實(shí)現方法研究
近年來(lái),在照明領(lǐng)域最引人關(guān)注的事件是半導體照明的興起。20世紀90年代中期,日本日亞化學(xué)公司的Nakamura等人經(jīng)過(guò)不懈努力,突破了制造藍光發(fā)光數碼管的關(guān)鍵技術(shù),并由此開(kāi)發(fā)出以熒光材料覆蓋藍光數碼管產(chǎn)生白光光源的技術(shù)。在數碼管產(chǎn)業(yè)鏈中,主要分為上游半導體襯底生長(cháng)、中游芯片制造及下游數碼管分裝技術(shù)。對整個(gè)數碼管器件來(lái)說(shuō),封裝過(guò)程是一個(gè)非常重要的環(huán)節,主要完成輸出電信號,保護管芯正常工作,使其不受機械、熱、潮濕及其他外部沖擊,具有輸出可見(jiàn)光等功能,即達到既具有電參數,又具有光參數的設計及技術(shù)要求??梢?jiàn),封裝工藝已成為制約數碼管器件使用及性能的關(guān)鍵因素。對于白光數碼管的開(kāi)發(fā)和制作,封裝環(huán)節具有更重要的意義。
我國從20世紀80年代開(kāi)始研發(fā)LED數碼管技術(shù),到20世紀90年代,LED的封裝業(yè)有了一定的發(fā)展,但企業(yè)總體規模小,工藝水平不夠高,這種狀況制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,諸多技術(shù)瓶頸沒(méi)有突破,急需在LED封裝技術(shù)方面有較好的突破,以打開(kāi)新的數碼管市場(chǎng)份額。
1 白光的實(shí)現
依據發(fā)光學(xué)和色度學(xué)原理,實(shí)現白光數碼管有多種方案,而開(kāi)發(fā)較早、已實(shí)現產(chǎn)業(yè)化的方案是在數碼管芯片上涂敷熒光粉而實(shí)現白光發(fā)射。
數碼管采用熒光粉實(shí)現白光,下述3種方案發(fā)展較快:在藍色芯片上涂敷能被藍光激發(fā)的黃色熒光粉,芯片發(fā)出的藍光與熒光粉發(fā)出的黃光互補形成白光;在藍色芯片上涂覆綠色和紅色熒光粉,通過(guò)芯片發(fā)出的藍光與熒光粉發(fā)出的綠光和紅光復合得到白光;在紫光或紫外光芯片上涂敷三基色或多種顏色的熒光粉,利用該芯片發(fā)射的長(cháng)波紫外光(370~380nm)或紫光(380~410 nm)來(lái)激發(fā)熒光粉而實(shí)現白光發(fā)射。下面主要介紹以第1種方案為原理實(shí)現白光的機制。
利用波長(cháng)為460~470 nm的GaN基藍光芯片發(fā)射的藍色光作為基礎光源(圖1所示為藍光芯片在溫室,電流為20 mA時(shí)的電致發(fā)光光譜圖),應用GaN基藍光芯片所發(fā)出的460~470 nm藍光一部分用來(lái)激發(fā)熒光粉,使熒光粉發(fā)出黃綠色光,另一部分藍光透過(guò)熒光粉發(fā)射而出。熒光粉發(fā)出的黃綠色光與GaN基藍光芯片發(fā)出的透射部分混合形成白光,即白光=藍+黃的機制,如圖2所示。圖3是藍光芯片激發(fā)黃色熒光粉所產(chǎn)生的光譜,產(chǎn)生黃光,該黃光與藍光混合而成白光。
評論