[發明專利]基于高光譜的熒光粉發光特性透射式測試裝置和方法

有效

• 申請號: 201910975428.0
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110658169B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 郭自泉;劉必靖;楊宸;林苡;呂毅軍;高玉琳;陳忠
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01J3/443
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 張素斌

基于高光譜的熒光粉發光特性透射式測試裝置和方法，涉及發光器件領域，包括LED激發光源、熒光粉片、三維控制臺、恒流源、控溫模塊、顯微鏡、高光譜儀和計算機；LED激發光源設于三維控制臺上；恒流源連接LED激發光源；控溫模塊設于三維控制臺上；熒光粉片置于LED激發光源的正上方；顯微鏡設于熒光粉片的上方；高光譜儀設于顯微鏡的上方，高光譜儀用于收集和處理顯微鏡透過的光并得到高光譜數據；計算機連接高光譜儀，計算機用于將接收的高光譜數據進行計算得到二維幾何空間的熒光粉光學參數。可精確得到熒光粉像素級別的發光圖像以及獲得相應像素點上的光譜數據，從而精確地得到熒光粉微米尺度空間上發光特性。

技術領域

本發明涉及發光器件領域，尤其涉及基于高光譜的熒光粉發光特性透射式測試裝置和方法。

背景技術

發光二極管(Light Emitting Diode，LED)是一種將電能轉化為光能的半導體發光器件。近年來，由于它具有節能、環保、體積小、壽命長、響應速度快等諸多優點，已被廣泛地應用于手機背光源、顯示屏、植物照明、交通信號、汽車照明、智能照明等照明與顯示的應用領域。

當前的白光LED通常是采用三種主流方法來實現。第一種是多個單色LED發光混合生成白光。第二種是利用430～470nm藍光LED激發黃色熒光粉形成白光，也是目前商業LED最普遍的方法，其具有成本低、光效高、工藝簡單等特點。第三種是用350～400nm的近紫外光激發多種熒光粉(比如紅、綠和藍三基色熒光粉)形成白光。

在第二種白光LED中，通常將熒光粉和透明有機硅膠的混合物直接涂覆到LED芯片表面，然后再加熱固化。但是，這種封裝結構易造成超過60％的光被用于激發熒光粉的LED芯片重新吸收，造成LED器件溫度升高，從而影響LED器件的光效和可靠性。為有效解決該問題，LED遠程激發熒光粉片(remote phosphor)的封裝結構被行業內科研人員提出。對熒光粉片發光特性檢測對指導提高這種封裝結構的白光LED發光具有顯著重要意義。

目前對熒光粉、熒光粉膠混合物或熒光粉片(本發明中統一簡稱熒光粉)的發光特性檢測大多數停留在對熒光粉的整體檢測上。具體做法是通過積分球和光譜儀檢測熒光粉受藍光LED芯片激發后的發光性能。比如中國實用新型專利(CN 203259477U)公開一種熒光粉光學測量裝置，通過設置多個激發光源，并靈活切換激發光源和熒光粉實現對多種熒光粉進行激發測量。比如中國實用新型專利(CN 201043952Y)公開一種熒光粉激發光譜測量裝置，通過激發光源發出的單色光垂直入射到裝填熒光粉的托盤上，實現對熒光粉發射光的測量。比如中國發明專利(CN 107228849B)公開一種白光LED熒光粉變溫光譜特性的透射式測試裝置，采用透射式的測量方法，利用積分球來測量白光LED用的熒光粉在變溫條件下的光譜特性。

然而，上述測量裝置和方法僅能對熒光粉整體發光特性進行測量，缺乏對熒光粉微米尺度(熒光粉顆粒是微米級別)空間上發光特性進行評估。熒光粉微米空間發光特性對于評估并指導改善熒光粉性能來說相當重要。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中熒光粉缺乏微米尺度空間上發光特性的測量問題，提供基于高光譜的熒光粉發光特性透射式測試裝置和方法，可精確得到熒光粉像素級別的發光圖像以及獲得相應像素點上的光譜數據，從而精確地得到熒光粉微米尺度空間上發光特性。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

基于高光譜的熒光粉發光特性透射式測試裝置，包括LED激發光源、熒光粉片、三維控制臺、恒流源、控溫模塊、顯微鏡、高光譜儀和計算機；

所述LED激發光源設于三維控制臺上，三維控制臺用于對LED激發光源的位置進行調節；

所述恒流源連接LED激發光源，恒流源用于提供恒定電流驅動LED激發光源；

所述控溫模塊設于三維控制臺上，且位于LED激發光源的底部，控溫模塊用于對LED激發光源進行控溫；