現有的白光LED技術采用藍色LED和黃色熒光粉的組合制造。當來自LED的藍光與從熒光體發出的黃光混合時，感知白光。在這種裝置中，重要的是光輸出的顏色是均勻的，并且顏色是一致的。不同的設備之間。傳統的磷光體分配方法通常用于制造該裝置，其中環氧樹脂漿料中的磷光體直接分配在LED管芯的頂部上。在制造過程中精確分配一定量磷光體的難度被廣泛認可。此外，在分配過程之后發生另外兩種現象。首先，在固化之前，磷光體趨于穩定下來（參見圖1）。其次，封裝材料也會收縮，在完全固化之前導致不同的鑄造高度。這兩個變化引起LED和磷光體之間的顯著相互作用。鑄造高度越高，磷光體的量越高，這導致白光更黃，因為更多的藍光被磷光體轉換。在更多熒光粉沉降到底部的情況下，看到藍白色光（參見圖2）。最終結果是從一個設備到另一個設備的顏色輸出不均勻，導致沿著白色LED的色度圖軸的顏色擴散很寬。

圖1：LED橫截面顯示磷沉積。

圖2：由于不同的鑄造（不同量的磷光體）導致白光輸出的圖示。

基于膠片的方法有助于最小化白色的顏色擴散LED，從而提高制造產量并降低產品成本。在現有方法中，顏色擴散沿著色度圖的軸線跨越0.04，而基于膜的方法能夠將擴散減小到小于0.02。 （請參考圖9中的實驗結果）。

通過將LED和熒光膜放置在腔體內，確保了高效的光收集，混合和傳輸。通過避免直接接觸，磷光體層受LED產生的熱量的影響較小，從而保持磷光體材料的發射效率。當然，隨著溫度的升高，磷光體會降低轉換效率，因此熒光膜與LED的距離越遠，所經歷的不良加熱效果就越小。此外，通過將熒光膜嵌入腔體內，它是保護免受環境中已知會對磷光體產生不利影響的其他元素的影響。

將磷光膜嵌入兩個封裝層之間的另一個優點是確保熱膨脹系數不匹配，這可以在不同層之間產生分層。

實驗方法和討論

聚合物粘合劑（硅樹脂）中的磷光體通過使用刮刀刀片在基板上拉伸以產生磷光體膜。在該實驗中使用載帶作為基底。選擇正確的硅樹脂來生產具有良好表面特性的連續薄膜是生產具有一致薄膜厚度的熒光粉薄膜的重要步驟之一。

評估三種類型的硅樹脂以確定最佳的硅樹脂，以形成具有良好表面特性的連續薄膜：沒有空隙或氣泡。在該評估中使用有機硅A，因為它產生具有所需表面性質的優異薄膜。圖3顯示了使用不同類型硅樹脂的熒光膜質量。

接下來，填充最高 - 磷光體比率與硅樹脂混合以避免磷光體沉降。制造具有表1中所述厚度的全膜。使用Avago的Blue Moonstone裝置在1cm光柵中掃描薄膜（圖4），并測量相關色溫（CCT）。結果表明，CCT為3000K或4100K的熒光膜由于薄膜厚度小而不均勻。由于較大的膜厚度，CCT為6500K或9300K的磷光膜更均勻。然后使用180μm的最佳膜厚度來制備磷光體膜用于隨后的評估。

相關色溫熒光比薄膜厚度薄膜均勻度6500K60％180μm均勻9300K60％180μm均勻3000K40％100μm不均勻4100K40％75μm不均勻表1：所需相關色溫（CCT）的最佳薄膜厚度和熒光比率。圖4：Avago的等軸測圖Moonstone Power LED Star封裝（ASMT-Mx09）。

首先將帶有載帶的熒光膜固定在粘合板上，然后用激光切割（圖5）。

圖5：轉換器層在玻璃載體上處理并用激光切割。

圖6說明了該實驗的成功模型。 LED被放置在腔體內，并且從LED的一個端子到腔體底部的端子（未示出）形成引線接合。第一層密封劑放置在LED上方。放置磷光體膜使得一側與第一密封劑接觸。然后放置第二密封劑，使得磷光體膜的另一側與其接觸。結果，磷光體膜幾乎接收所有藍光并將至少一部分藍光轉換成黃光。如圖7所示，空腔壁充當反射器，并在所需方向上引導藍光和黃光的組合，以進一步改善顏色混合，從而增強發射白光的均勻性。

圖6：Avago的Moostone LED封裝中熒光膜組件的示意圖。

利用所提出的組裝方法，將磷光體膜放置在靠近管芯的位置，允許藍色LED發出的藍光看到一致的磷光體厚度。因此，藍色到黃色的轉換是一致且均勻的。藍色與黃色光的均勻比率產生更一致的感知白光的最終結果。如圖8所示，目前“裝箱”白光LED的做法只是一種解決方案，可以管理白色和色彩的變化，這是當今制造工藝的結果。低效的裝箱過程給制造商帶來了低的產量，因為丟棄了不適合所需顏色箱的LED。到目前為止，還沒有解決方案來解決這種方法產生的供應鏈風險浪費。圖9所示的結果表明，當前色散沿色度圖的軸線跨越0.04，而熒光膜方法能夠將擴散范圍縮小到0.02以下。

圖8：白色LED顏色分檔

圖9：顏色分布與點膠與熒光膜的比較

結論

采用熒光粉的薄膜可以增強白色LED的顏色一致性材料均勻地摻入GaInN基白色LED中。將磷光體結合到膜中提供了準確且一致的量。當藍光“看到”一致的熒光粉層時，實現了一致的色彩轉換效果;因此，保持藍光和黃光的比率，導致一致的白光感知。該技術使制造商能夠控制色溫并最大限度地減少生產差異。與傳統的基于磷光體的白光LED相比，熒光膜轉換的色彩一致性提高了50％。

磷光膜被證明可以實現窄色度分級。但是，由于受到當前流程的限制，因此需要進一步增強同質性。