暖白光LED光源色飄移機理分析

　　1.引言

　　隨著(zhù)環(huán)境保護要求的不斷提高，照明產(chǎn)品也開(kāi)始向節能高效的方向發(fā)展。傳統的照明產(chǎn)品光效低，壽命短，不利于長(cháng)期發(fā)展，這就為LED照明準備了市場(chǎng)。LED燈的光效可以達到白熾燈的8至10倍，節能燈的2倍，壽命也可以達到50000-100000小時(shí)，與傳統的照明產(chǎn)品相比有很大的優(yōu)勢。隨著(zhù)技術(shù)的繼續發(fā)展和產(chǎn)品的不斷推廣，LED照明產(chǎn)品的價(jià)格不斷降低，開(kāi)始邁入普通照明市場(chǎng)。

　　不同的空間需要不同光色的照明，選擇合適光色的光源也是燈具選擇的一個(gè)重要部分。暖白色的燈光色溫在3000K左右，光色偏黃色，可以營(yíng)造溫馨的照明環(huán)境，因此受到家居照明和一部分工程照明領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的應用。

　　暖白光LED可以通過(guò)以下幾種方法實(shí)現：（1）藍光LED+黃色熒光粉+氮化物系紅色熒光粉；（2）藍光LED+單一YAG橙黃粉；（3）藍光LED+黃色熒光粉+硅酸鹽橙色熒光粉；（4）藍光芯片+黃色熒光粉+紅光芯片。其中第一種方案，顯色指數高，穩定性較高，但整體光效相對偏低，成本較高；第二種方案穩定性高，成本低，但顯色指數較低。第三種方案成本較低，光效高，是現階段所有方案中光效最具優(yōu)勢的，但收硅酸鹽熒光粉本身化學(xué)穩定性的影響，穩定性相對較差，顯色指數低。第四種方案光效高，顯色指數高，但成本高，且難以控制光色穩定性。綜合各種技術(shù)方案的優(yōu)劣，目前方案1和方案3已經(jīng)逐漸成為主流，前者因其在光效和顯色指數方面的綜合優(yōu)勢主要應用在室內主照明領(lǐng)域，而后者因其在光效方面的顯著(zhù)優(yōu)勢，目前多應用于室內輔助照明或室外照明。

　　作為暖白光LED的主流應用方案，在應用中仍存在許多問(wèn)題有待不斷改進(jìn)。其中最常見(jiàn)的一個(gè)問(wèn)題是光源在長(cháng)期工作中，光色逐漸發(fā)生漂移，色溫逐漸由暖白向正白變化。本文通過(guò)變色燈珠的系統分析，以期發(fā)現色漂移的內在機制，并為提出解決方案提供參考。

　　2.實(shí)驗方法

　　本研究中從一批發(fā)生變色的軟燈條上隨機選取了數顆發(fā)生變色的5050燈珠，如圖1所示，下方一排的變色燈珠與上面一排未變色的燈珠相比已經(jīng)發(fā)生顯著(zhù)變化，由原先的橙色變成了黃綠色。

　　圖1 變色燈珠與為變色燈珠對比

　　從未變色和變色光源中隨機取4顆光源，進(jìn)行數據測試，測試數據如表1所示。對比兩組數據可以看出，變色后的燈珠色坐標x，y值發(fā)生明顯變化，x值變小，而y值升高，色溫也由原先2940K左右升至4300K，而光效的提升則是由于色溫升高所導致。

　　為了進(jìn)一步分析燈珠發(fā)生變色的內在機理，本文采用了能譜（EDS，型號為_(kāi)______ ）對變色燈珠的膠體，碗杯內銀鍍層、支架焊腳等部位進(jìn)行了元素分析，通過(guò)這些部位的元素變化的分析探索燈珠發(fā)生變色的機理?！　?strong style="word-break: break-all; ">3.結果與討論

　　3.1 膠體部位

　　從圖2a-b中可以看出，膠體中主要包括Si、Y、Al、O等元素，由于硅膠體對X射線(xiàn)的阻礙，這些元素對應的應該是膠體中所含的YAG粉和硅酸鹽粉的構成元素。

　　圖2（a） 膠體的SEM照片

　　圖2（b） 膠體的EDS分析圖譜

　　3.2 支架內部鍍銀層

　　圖3b的圖譜顯示支架底部含有Y、Al、Ga、Si、Sr、Ba、Cl、S等離子，其中Y、Al、Ga、Si、Sr、Ba都是對應熒光粉的構成元素，而Cl和S的出現可能是外部環(huán)境中的S和Cl元素通過(guò)硅膠滲透進(jìn)入，并在支架表面沉積。

　　圖3（a）內部鍍銀層的SEM照片

　　圖3（b） 鍍銀層的EDS分析圖譜

　　3.3 引腳