基于空封技术的白光数码管实现方法研究
近年来，在照明领域最引人关注的事件是半导体照明的兴起。20世纪90年代中期，日本日亚化学公司的Nakamura等人经过不懈努力，突破了制造蓝光发光数码管的关键技术，并由此开发出以荧光材料覆盖蓝光数码管产生白光光源的技术。在数码管产业链中，主要分为上游半导体衬底生长、中游芯片制造及下游数码管分装技术。对整个数码管器件来说，封装过程是一个非常重要的环节，主要完成输出电信号，保护管芯正常工作，使其不受机械、热、潮湿及其他外部冲击，具有输出可见光等功能，即达到既具有电参数，又具有光参数的设计及技术要求。可见，封装工艺已成为制约数码管器件使用及性能的关键因素。对于白光数码管的开发和制作，封装环节具有更重要的意义。
我国从20世纪80年代开始研发LED数码管技术，到20世纪90年代，LED的封装业有了一定的发展，但企业总体规模小，工艺水平不够高，这种状况制约了产业的发展，诸多技术瓶颈没有突破，急需在LED封装技术方面有较好的突破，以打开新的数码管市场份额。
1 白光的实现
依据发光学和色度学原理，实现白光数码管有多种方案，而开发较早、已实现产业化的方案是在数码管芯片上涂敷荧光粉而实现白光发射。
数码管采用荧光粉实现白光，下述3种方案发展较快：在蓝色芯片上涂敷能被蓝光激发的黄色荧光粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光；在蓝色芯片上涂覆绿色和红色荧光粉，通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光；在紫光或紫外光芯片上涂敷三基色或多种颜色的荧光粉，利用该芯片发射的长波紫外光(370～380nm)或紫光(380～410 nm)来激发荧光粉而实现白光发射。下面主要介绍以第1种方案为原理实现白光的机制。
利用波长为460～470 nm的GaN基蓝光芯片发射的蓝色光作为基础光源(图1所示为蓝光芯片在温室，电流为20 mA时的电致发光光谱图)，应用GaN基蓝光芯片所发出的460～470 nm蓝光一部分用来激发荧光粉，使荧光粉发出黄绿色光，另一部分蓝光透过荧光粉发射而出。荧光粉发出的黄绿色光与GaN基蓝光芯片发出的透射部分混合形成白光，即白光=蓝+黄的机制，如图2所示。图3是蓝光芯片激发黄色荧光粉所产生的光谱，产生黄光，该黄光与蓝光混合而成白光。
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