CN108918494B - 一种快速鉴定荧光粉质量的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种快速鉴定荧光粉质量的方法及装置，其方法是通过测试荧光粉在不同温度下的光衰来反映荧光粉的受热发光效率，通过对受热发光效率的对比来判断荧光粉的质量，本发明还提供了实现上述方法步骤的装置。

Description

一种快速鉴定荧光粉质量的方法及装置
技术领域
本发明涉及LED封装材料测试领域，具体是涉及一种快速鉴定荧光粉质量的方法及装置。
背景技术
荧光粉的好坏与LED灯珠光参数的多少以及使用寿命的长短息息相关，对于荧光粉的检测目前有多种方法，如将荧光粉置于高温高压环境中一段时间后，测试荧光粉的光衰情况。其中将荧光粉封装在灯珠内部进行长时间老化是目前现有方法中最为常规并广泛运用的手段。
但由于以上方法所需要的检验周期较长(老化一般为1000H后再对荧光粉进行初步判断)，并且老化过程中，LED的胶水、支架老化带来实验误差，以及老化过程对环境的恒温控制较难都会导致的实验数据出现误差。为减少以上误差往往是多做几组整灯，甚至多次验证以达到实验目的。以上问题给实验人员带来数据不准确，实验周期长的缺点。
发明内容
本发明旨在提供一种快速鉴定荧光粉质量的方法及装置，以解决上述的问题。
具体方案如下：
一种快速鉴定荧光粉质量的方法，包括以下步骤：
S1、准备荧光粉激发光源和一加热板，所述荧光粉激发光源能够出射特定波长的光束，所述加热板上具有一透光孔，荧光粉激发光源出射的光束能够穿过透光孔并进入至光检测系统内检测其光通量。
S2、将加热板维持在温度T1，测试荧光粉激发光源出射的光束穿过透光孔后的光通量Φ1；
S3、将加热板升温并维持在温度T2，测试荧光粉激发光源出射的光束穿过透光孔后的光通量Φ2，获得Φ2与Φ1的比值n，即n＝Φ2/Φ1；
S4、在透光孔内装入待测荧光粉，分别在温度T1和温度T2下的光通量Φ3和Φ4，获得该待测荧光粉的受热发光效率N，即N＝(Φ4/Φ3)*n；
S5、重复上述步骤S2-S4对多款荧光粉进行测试，并获得其对应的受热发光效率N1、N2、N3……，根据待测荧光粉的受热发光效率N的数值即可判断出多款荧光粉之间相对的质量，其N的数值越大，代表其对应的荧光粉质量越好。
进一步的，所述荧光粉激发光源出射的光束照射在加热板上形成的光斑为直径不超过1cm的圆形光斑。
进一步的，所述透光孔是宽度为1mm、长度不超过1cm的矩形狭缝。
进一步的，所述荧光粉激发光源出射的光束的波长为450nm～460nm。
进一步的，所述温度T1为20～30℃，所述温度T2为95～105℃。
进一步的，所述温度T1为25℃，所述温度T2为100℃。
本发明还提供了一种快速鉴定荧光粉质量的装置，包括荧光粉激发光源、一加热板和光检测系统，所述荧光粉激发光源能够出射特定波长的光束，所述加热板上具有一透光孔，所述光检测系统包括积分球和光谱辐射分析仪，荧光粉激发光源出射的光束穿过透光孔并进入至积分球内并通过光谱辐射分析仪获得积分球内的光线的光通量。
进一步的，所述荧光粉激发光源包括蓝光光源组件和聚光透镜组件，所述荧光粉激发光源出射的光线经过聚光透镜组件聚光后照射在加热板上形成的光斑为直径不超过1cm的圆形光斑。
进一步的，所述透光孔是宽度为1mm、长度不超过1cm的矩形的狭缝。
本发明提供的快速鉴定荧光粉质量的方法与现有技术相比较具有以下优点：本发明提供的方法用相同的光源积发荧光粉并且在常温温度以及作用温度下测量其光通量，以获得该荧光粉受热发光效率，根据受热发光效率的数值就可以横向对比出不同荧光粉之间的质量。
附图说明
图1快速鉴定荧光粉质量的装置的示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明提供了一种快速鉴定荧光粉质量的方法及装置，其中装置如图1所示，其包括荧光粉激发光源10、加热板20和光检测系统30,其中，荧光粉激发光源10能够出射特定波长的光束，例如激光器，但由于激光器价格比较昂贵以及激光器出射的波长都是特定波长的光线，因此为了使荧光粉激发光源10更好的代表现有的LED灯珠上使用的LED芯片出射的光线，在本实施例中，所述的荧光粉激发光源10由蓝光光源组件和聚光透镜组件110组成，蓝光光源组件包括基板100、固晶在基板100上的多颗蓝光LED芯片102以及将蓝光LED芯片覆盖的透明封装胶104，蓝光光源组件还可以固定在散热件40上，以提高其散热能力，而为了保证测试的精确性，还可以在散热件40上还可以安装有温度传感器以及散热风扇，以保证蓝光光源组件能够在一个稳定的温度进行工作。其中上述的LED蓝光芯片的波长优选为450～460nm。聚光透镜组件110由至少一个正屈光率的透镜组成，已将蓝光光源组件出射的光线聚焦成一个小光束。
加热板20上具有一个透光孔200，上述的蓝光光源组件出射的光线能够聚焦在透光孔200处，且其中全部光线或者部分光线能够穿过透光孔进入到光检测系统30内进行测试。加热板20可以是由热导率良好的透光或者不透光材料制成，例如铜、铝、陶瓷、玻璃等，在本实施例中优选采用陶瓷材料制成，其具有良好的热导率且不会对荧光粉造成影响，加热板20可以通过在陶瓷板的透光孔200周围区域上贴设加热片以实现对陶瓷板加热的目的。
光检测系统30由积分球300和光谱辐射分析仪310组成，在本实施例中，积分球采用的是浙大三色公司的直径0.5米的2π结构积分球(2π结构的积分球的测试入光口位于球壁的侧面)，光谱辐射分析仪采用的是浙大三色公司MCS-1000高精度快速CCD光谱辐射分析仪。光检测系统30可以测试出进入至积分球内的光线的光通量。
其中优选的，上述的蓝光光源组件出射的光线经过聚光透镜组件110聚光后照射在加热板上形成的光斑为直径不超过1cm的圆形光斑。而所述透光孔200是宽度为1mm、长度不超过1cm的矩形的狭缝，而加热板的厚度优先不超过2mm，使得荧光粉可以不借助容器直接置于在狭缝内。
在本实施例中，本发明提供的一种快速鉴定荧光粉质量的方法是借助上述的装置来实现的，其包括以下步骤：
S1、准备上述的装置；
S2、将装置中的加热板20维持在温度T1，其中温度T1的取值一般是选用环境温度相同或者相近的温度，一般为20～30℃，优选为具有代表性的25℃，然后测试荧光粉激发光源10出射的光束穿过透光孔后的光通量Φ1；
S3、将加热板20升温并维持在温度T2，其中温度T2的取值一般是选用荧光粉封装在LED灯珠上后，其在额定功率下工作时荧光粉所能达到的最高温度相同或者相近的温度，一般为95～105℃，优选为具有代表性的100℃，然后测试荧光粉激发光源出射的光束穿过透光孔后的光通量Φ2，获得Φ2与Φ1的比值n，即n＝Φ2/Φ1，以获取加热板20在升温前后对荧光粉激发光源出射的光束光通量的影响，如果加热板20是可透光的，那么加热板20温度的变化对光通量的影响会比较大，而如果是加热板20不透光的，那么加热板20温度的变化对光通量的影响会比较小；
S4、在透光孔200内装入待测荧光粉，然后分别在温度T1和温度T2下测试其光通量Φ3和Φ4，获得该待测荧光粉的受热发光效率N，即N＝(Φ4/Φ3)*n；
S5、重复上述步骤S2-S4对多款荧光粉进行测试，并获得其对应的受热发光效率，分别记为N1、N2、N3……，根据待测荧光粉的受热发光效率N的数值即可判断出多款荧光粉之间相对的质量，其N的数值越大，代表其对应的荧光粉质量越好。
下面以两款波长波长相近的绿色荧光粉粉作为实验对象，其分别记为荧光粉1号和荧光粉2号，分别将荧光粉1号和荧光粉2号通过上述的步骤来测试其在温度T1和T2下的光通量，其中T1＝25℃，T2＝100℃，每组荧光粉分别测试5次，获得如下表1和表2的数据。
表1
序号 Φ1(lm) Φ2(lm) Φ3(lm) Φ4(lm)
1 102.1 100.0 450.7 430.3
2 102.3 99.8 450.0 428.0
3 102.0 99.9 449.7 429.4
4 102.2 100.1 451.0 430.0
5 102.3 100.0 450.5 431.0
平均值 102.18 99.96 450.38 429.74
由表1数据可知，n1＝99.96/102.18＝97.83％，N1＝(429.74/450.38)*97.83％＝93.35％。
表2
序号 Φ1(lm) Φ2(lm) Φ3(lm) Φ4(lm)
1 101.9 99.9 448.3 415.0
2 102.0 100.1 449.8 414.4
3 102.2 99.8 448.5 414.7
4 102.0 100.0 449.6 415.5
5 102.0 99.7 450.0 414.8
平均值 102.02 99.90 449.24 414.88
由表2数据可知，n2＝99.90/102.02＝97.92％，N2＝(414.88/449.24)*97.92％＝90.43％。
由上数据可知，N1大于N2，即荧光粉1号的受热发光效率优于荧光粉2号，因此代表荧光粉1号的质量优于荧光粉2号，这里所说的荧光粉质量是指在相同的老化环境下，荧光粉1号的光衰优于荧光粉2号。
下面通过常规的老化手段对为荧光粉1号和荧光粉2号进行老化严重，首先分别将荧光粉1号和荧光粉2号封装成系统尺寸规格的LED灯珠(除荧光粉不同外，其它封装材料均相同(LED芯片为同一批次的芯片))，然后对这些LED灯珠进行老化，通过老化来判断荧光粉1号和荧光粉2号的优劣，通过1000小时的老化后，通过常规测试测得荧光粉1号光通量的衰减优于荧光粉2号。这也验证了通过上面的测试方法所获得的结果。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种快速鉴定荧光粉质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备荧光粉激发光源和一加热板，所述荧光粉激发光源能够出射特定波长的光束，所述加热板上具有一透光孔，荧光粉激发光源出射的光束能够穿过透光孔并进入至光检测系统内检测其光通量；
S2、将加热板维持在温度T1，测试荧光粉激发光源出射的光束穿过透光孔后的光通量Φ1；
S3、将加热板升温并维持在温度T2，测试荧光粉激发光源出射的光束穿过透光孔后的光通量Φ2，获得Φ2与Φ1的比值n，即n＝Φ2/Φ1；
S4、在透光孔内装入待测荧光粉，分别在温度T1和温度T2下测试其光通量Φ3和Φ4，获得该待测荧光粉的受热发光效率N，即N＝(Φ4/Φ3)*n；
S5、重复上述步骤S2-S4对多款荧光粉进行测试，并获得其对应的受热发光效率N1、N2、N3……，根据待测荧光粉的受热发光效率N的数值即可判断出多款荧光粉之间相对的质量，其N的数值越大，代表其对应的荧光粉质量越好。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述荧光粉激发光源出射的光束照射在加热板上形成的光斑为直径不超过1cm的圆形光斑。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述透光孔是宽度为1mm、长度不超过1cm的矩形狭缝。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述荧光粉激发光源出射的光束的波长为450nm～460nm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述温度T1为20～30℃，所述温度T2为95～105℃。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述温度T1为25℃，所述温度T2为100℃。
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