制作RGB三基色合成的白光LED中的注意事項

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)過實驗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驗，可得到最佳效果。

　　(2) 對于三種LED紅、綠、藍(lán)芯片的發(fā)光強度的比例，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)行綜合的實驗來得到最好的效果，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，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現(xiàn)一些特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，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

(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