暖白光LED光源色飘移机理分析

　　1.引言

　　随着环境保护要求的不断提高，照明产品也开始向节能高效的方向发展。传统的照明产品光效低，寿命短，不利于长期发展，这就为LED照明准备了市场。LED灯的光效可以达到白炽灯的8至10倍，节能灯的2倍，寿命也可以达到50000-100000小时，与传统的照明产品相比有很大的优势。随着技术的继续发展和产品的不断推广，LED照明产品的价格不断降低，开始迈入普通照明市场。

　　不同的空间需要不同光色的照明，选择合适光色的光源也是灯具选择的一个重要部分。暖白色的灯光色温在3000K左右，光色偏黄色，可以营造温馨的照明环境，因此受到家居照明和一部分工程照明领域得到了越来越多的应用。

　　暖白光LED可以通过以下几种方法实现：（1）蓝光LED+黄色荧光粉+氮化物系红色荧光粉；（2）蓝光LED+单一YAG橙黄粉；（3）蓝光LED+黄色荧光粉+硅酸盐橙色荧光粉；（4）蓝光芯片+黄色荧光粉+红光芯片。其中第一种方案，显色指数高，稳定性较高，但整体光效相对偏低，成本较高；第二种方案稳定性高，成本低，但显色指数较低。第三种方案成本较低，光效高，是现阶段所有方案中光效最具优势的，但收硅酸盐荧光粉本身化学稳定性的影响，稳定性相对较差，显色指数低。第四种方案光效高，显色指数高，但成本高，且难以控制光色稳定性。综合各种技术方案的优劣，目前方案1和方案3已经逐渐成为主流，前者因其在光效和显色指数方面的综合优势主要应用在室内主照明领域，而后者因其在光效方面的显著优势，目前多应用于室内辅助照明或室外照明。

　　作为暖白光LED的主流应用方案，在应用中仍存在许多问题有待不断改进。其中最常见的一个问题是光源在长期工作中，光色逐渐发生漂移，色温逐渐由暖白向正白变化。本文通过变色灯珠的系统分析，以期发现色漂移的内在机制，并为提出解决方案提供参考。

　　2.实验方法

　　本研究中从一批发生变色的软灯条上随机选取了数颗发生变色的5050灯珠，如图1所示，下方一排的变色灯珠与上面一排未变色的灯珠相比已经发生显著变化，由原先的橙色变成了黄绿色。

　　图1 变色灯珠与为变色灯珠对比

　　从未变色和变色光源中随机取4颗光源，进行数据测试，测试数据如表1所示。对比两组数据可以看出，变色后的灯珠色坐标x，y值发生明显变化，x值变小，而y值升高，色温也由原先2940K左右升至4300K，而光效的提升则是由于色温升高所导致。

　　为了进一步分析灯珠发生变色的内在机理，本文采用了能谱（EDS，型号为_______ ）对变色灯珠的胶体，碗杯内银镀层、支架焊脚等部位进行了元素分析，通过这些部位的元素变化的分析探索灯珠发生变色的机理。　　3.结果与讨论

　　3.1 胶体部位

　　从图2a-b中可以看出，胶体中主要包括Si、Y、Al、O等元素，由于硅胶体对X射线的阻碍，这些元素对应的应该是胶体中所含的YAG粉和硅酸盐粉的构成元素。

　　图2（a） 胶体的SEM照片

　　图2（b） 胶体的EDS分析图谱

　　3.2 支架内部镀银层

　　图3b的图谱显示支架底部含有Y、Al、Ga、Si、Sr、Ba、Cl、S等离子，其中Y、Al、Ga、Si、Sr、Ba都是对应荧光粉的构成元素，而Cl和S的出现可能是外部环境中的S和Cl元素通过硅胶渗透进入，并在支架表面沉积。

　　图3（a）内部镀银层的SEM照片

　　图3（b） 镀银层的EDS分析图谱

　　3.3 引脚