在4-inch蓝宝石图形衬底上, 基于InGaN/GaN多量子阱结构制备了蓝光LED芯片, 并通过与钇铝石榴石黄色荧光粉(YAG∶Ce3+)结合, 封装成白光LED器件。简要介绍了外延生长和芯片工艺及封装流程, 并对材料特性及器件性能进行了表征。外延片表面形貌良好, 蓝光外延片荧光光谱(PL)显示峰值波长为442 nm。对封装后白光芯片进行电学特性测试, 得出其开启与限流电压分别为2.7 V与3.6 V。此外, 电致发光光谱(EL)含有两个主要的发光峰, 分别是440 nm的蓝光峰以及540 nm的黄绿光峰, 而随着注入电流的增加, 蓝光峰位先蓝移后红移, 黄绿光峰位先红移后蓝移再红移。本文中相关的芯片制备及表征技术将对固态照明研究起到一定的促进作用。

提出了一种YAG荧光粉在实用蓝光激发下发射光谱测量的新方法。 通过采用高斯函数和费米函数拟合及模拟退火优化技术, 得到了混合发光光谱的数学拟合函数, 从而分离出荧光粉的发射光谱, 进一步表征其发光性能。 实验样品的测量结果表明, 与简单的截切分离方法比较, 具有不可忽略的光度量和色度量差异。 量子效率、 发光效率和能量效率等光度量的差异均高于1%, 相关色温相差达几十K, 色品坐标、 主波长和色纯度等色品指标也产生差异, 但半峰带宽变化不大, 荧光发光的峰值波长则基本不受影响。 实验结果表明, 所建立方法能够提高实用条件下YAG黄色荧光粉发射光谱的测量准确性。

对Pechini法进行了改进。使用硝酸化合物作为反应物, 柠檬酸氨为螯合剂, 聚丙烯酰胺为聚合剂, N,N-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂, 溶于丙酮的偶氮二异丁腈为引发剂, 制备了白光用YAG荧光粉。使用差热分析、XRD、SEM对YAG荧光粉进行了分析。相比于其他方法, 用改进的Pechini法制备得到的YAG荧光粉结晶完整, 物相较纯, 形成温度较低(860 ℃), 颗粒大小合适。将所制备的荧光粉涂覆在LED上进行了测试, 结果表明其发光效率为目前商业荧光粉的90.1%。