3．1荧光粉的材质对WLED光输出冷热比的影响
本实验采用Ga－YAG和LuAG黄绿粉为研究对象，Ga－YAG和LuAG同属钇铝石榴石的晶体结构如图1．1，钇铝石榴石的化学通式为：
（RE1－rSmr）3（Al1－sGas）O12：Ce（1）
式（1）中，RE＝La，Lu，Y，Gd，Sc，0≤r＜1，0≤s≤1。一般而言Ga－YAG与LuAG同属于立方晶系，只是其晶胞参数存在差异，Ga－YAG是Ga3＋对Al3＋的部分取代，而LuAG是Lu3＋对Y3＋的完全取代，其离子半径分别为：rGa3＋（八配位）＝0．69 ？，rY3＋（八配位）＝1．04 ？，rAl3＋（六配位）＝0．62 ？，rLu3＋（六配位）＝1．001 ？［4］。结合离子半径的匹配度，理论上完全取代比部分取代所形成的晶体结构的热稳定性会更好。就材料角度而言，材料本身的热稳定性可以通过热淬灭性能进行表征。
如图1．3所示为GRF－G和GRF－L之间的粉体热淬灭性能的关系，可以看出，随着温度的上升粉体的亮度衰减呈现出下降趋势，其中GRF－L的热淬灭性能优于GRF－G的热淬灭性能。
图1．3 GRF－G和GRF－L的热淬灭性能
Fig．1．3 The heat quenching properties of GRF－G and GRF－L
实验中Ga－YAG和LuAG分别为GRF－G和GRF－L，其电镜下的形貌如图1．4，可以得出GRF－G和GRF－L的颗粒形貌近似圆球状，其表面光滑。
图1．4左图和右图分别为GRF－G和GRF－L的SEM形貌
Fig．1．4 The SEM morphology of GRF－G （left） and GRF－L （right）
采用GRF－G和GRF－L作为黄绿粉封装成2835成品灯珠，成品灯珠的光通量与测试温度间的变化如图1．5所示，可以得出光通量的冷热比随着温度的增加逐渐下降，在85℃的WLED光输出冷热比GRF－L优于GRF－G。
图1．5 GRF－G和GRF－L的WLED光输出冷热比
Fig．1．5 specific value of photoelectric parameterson ordinary and high temperature of light output with WLED of GRF－G and GRF－L
GRF－G和GRF－L的WLED光输出冷热比，GRF－L比GRF－G要好，这与荧光材料的热淬灭性能以及粉体本身的结构有关，因此不同材质的光转换材料（部分取代与完全取代）对WLED光输出冷热比存在影响。
3．2荧光粉的离散系数对WLED光输出冷热比的影响
离散系数指的是荧光粉试样粒度分布的相对宽度或不均匀度的度量。其定义为分布宽度与中心粒径的比值，其中分布宽度为边界粒径的一组特征粒径的差值，离散系数一般采用如下表达式：
S＝（d90－d10）／d50 （2）［5］
式（2）中S表示离散系数，d10、d50、d90分别为粉体的体积累积分布中对应10％、50％、90％的荧光粉的粒径，单位为um，其中d50表示粉体颗粒的中位粒径。一般来说，S值越小粉体颗粒大小分布越集中，单位体积内颗粒表面的缺陷数目大体相同，其受热性能无差异化，热稳定性能越好。本实验采用GRF－S、GRF－M、GRF－B作为黄绿粉，分别与黄粉和红粉搭配到相同的方案中进行封装，其中GRF－S、GRF－M、GRF－B的离散系数S分别为：0．925，1．125，1．325。图1．6表示不同离散系数的GRF－S、GRF－M、GRF－B的热淬灭性能，可以看出随着温度的升高，其荧光材料的亮度不断衰减，其中GRF－B的衰减幅度最大，GRF－M次之，GRF－S最小，三者中GRF－S的热淬灭性能最好。因此从粉体角度来看，离散系数小的其热淬灭性能较好，与前述分析结论一致。
图1．6GRF－S、GRF－M和GRF－B的热淬灭性能
Fig．1．6 The heat quenching properties of GRF－S， GRF－M and GRF－B
本文就离散系数对WLED光输出冷热比的影响进行研究，采用2835的封装形式，目标参数为Ra＝80－82，CCT＝3000K，采用相同的封装方案，验证不同离散系数对WLED光输出冷热比的关系，图1．7表示不同离散系数的GRF－S、GRF－M、GRF－B的WLED光输出冷热比关系，随着温度的升高成品灯珠光通量的冷热态比值在不断较小，GRF－S、GRF－M、GRF－B在成品中的衰减幅度GRF－B最大，GRF－M次之，GRF－S最小，说明GRF－S的WLED光输出冷热比最好，GRF－B的WLED光输出冷热比最差，因此不同的离散系数对WLED光输出冷热比存在影响，离散系数越小WLED光输出冷热比越好。
图1．7 GRF－S、GRF－M、GRF－B的WLED光输出冷热比关系
Fig．1．7 specific value of photoelectric parameterson ordinary and high temperature of light output with WLED of GRF－S，GRF－M and GRF－B
