暖白光LED光源色飄移機理分析

　　圖4（a）引腳SEM照片

　　圖4（b） 引腳部位的EDS分析圖譜　　筆者認為造成燈珠變色可能是由于其中的硅酸鹽橙粉發(fā)生衰減，導致橙紅光比例顯著下降，進而表現(xiàn)為由暖白光轉(zhuǎn)變?yōu)檎坠?。對于其變色機制，通過綜合上面的分析數(shù)據(jù)，筆者認為導致發(fā)生色偏的原因可能有以下幾個方面：

　　（1）由于有機硅材料存在一定的透水特性，使用過程中，在高溫作用下，水以水汽的狀態(tài)滲透進入硅膠，與其中硅酸鹽橙粉發(fā)生水解反應。

　?。?）焊接所用的錫膏中含有大量的S元素，生產(chǎn)過程中，S元素侵入膠體，與水汽相遇，在高溫狀態(tài)下，發(fā)生反應，反應式為：S(2-) +H2O →HS(-) +OH(-)[注：OH(-)括號中的“-”代表負一價]，如果HS(-)一旦形成，則會顯著加劇對硅酸鹽熒光粉的作用；

　?。?）使用過程中，環(huán)境氣氛中含有Cl(-)離子，一旦侵入，形成HCl，也會起到與HS相類似的作用，即加劇腐蝕熒光粉。

　　4.預防措施

　　通過上面的分析可見，硅膠作為熒光粉的包覆載體，對LED燈珠的穩(wěn)定性其中至關重要的作用。本文結(jié)合世界應用，從以下幾個方面提出了預防措施。

　　首先要求膠體與支教之間必須形成良好的粘結(jié)，杜絕水汽和外界污染物從界面侵入。同時還要求膠體本身具有良好的隔離作用，目前市場上主要有兩大類有機硅材料，硅樹脂和硅膠，硅樹脂采用由于其內(nèi)部的長鏈大分子的交聯(lián)度較高，其密封性明顯優(yōu)于硅膠，對水汽的侵入具有良好的隔離作用。陷入如能控制水汽侵入，就可以避免與熒光粉粉體發(fā)生水解反應，從而顯著降低燈珠發(fā)生變色的概率。

　　第二方面應盡量選用低S的錫膏或焊料，同時在生產(chǎn)過程中，盡量生產(chǎn)環(huán)境的氣流暢通，避免S元素在局部空間發(fā)生富集；此外選用不含S元素的套管材料也是有效防護的措施之一；

　　第三方面，熱量是導致熒光粉發(fā)生變質(zhì)反應的催化劑，從燈具結(jié)構(gòu)、散熱材料等方面進行優(yōu)化設計，提升散熱能力，降低工作溫度，對緩解變色也是重要的改進措施之一。

　　第四方面，可選用具有防水包覆處理的熒光粉。博睿光電開發(fā)的硅酸鹽橙粉（型號為BO591系列）即是采用的獨特的專利包覆技術，使得粉體表面形成疏水層避免水分子在熒光粉顆粒表面吸附，同時還有利于促進熒光粉在膠體中的分散，提升光色一致性，目前已經(jīng)在眾多封裝企業(yè)中得到廣泛應用。

　　5.結(jié)論

　　本文采用EDS對變色的暖白光LED燈珠的不同部位進行了元素分析，結(jié)果顯示支架內(nèi)部鍍銀層已經(jīng)與S元素發(fā)生反應，由此說明從環(huán)境中侵入的S元素與水汽結(jié)合后形成的酸性產(chǎn)物可能是加劇其中硅酸鹽熒光粉的關鍵因素。

　　通過選用防水性性能優(yōu)異的有機硅材料以及熒光粉可以從大幅度緩解燈珠變色問題。當然如能從源頭出發(fā)，開發(fā)出化學穩(wěn)定性優(yōu)異的熒光粉，就可以從根本接受這一問題，這也是我們熒光粉材料供應商需要長期關注的研究方向。