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2019.10.26
与传统光源相比，以白光LED为代表的半导体光源具有寿命长、体积小、响应速度快等优点[1-3]。LED大规模地应用于普通照明已成为趋势[4-6]。LED封装是决定LED光源进入通用照明领域的关键技术之一[7,8]。从技术成熟度和制造成本综合考虑，目前白光LED封装的主流方式是蓝光LED芯片激发多种荧光粉材料[9]。随着LED光源的快速发展，各种照明应用对白光LED提出更高的要求。常规蓝光芯片+黄色或者绿色+红色荧光粉的封装方案，会导致白光LED光谱中蓝光过剩、青色光缺失、长波红光不足等诸多问题。另外，显色指数是LED照明灯具的关键性能参数之一，用来表征光源对物体颜色的显现能力[10]。超高显色指数一般是指LED灯的显色指数Ra>95，而全光谱白光LED照明则是在此基础上，还要求所有特殊显色指数R1～R15大于90[11]。从白光LED封装的角度来说，高品质白光LED光源应该具备较高的显色性以呈现物体的真实颜色。因此，提升现有白光LED照明品质，特别是提升显色指数，是白光LED研究和应用的一个重要任务[12]。
采用全站仪放出桩孔中心，埋设标记，中心偏差群桩不大于100mm。之后埋设十字护桩，并在锁口施工时采用钢筋头将护桩点转移埋设在锁口混凝土上，确保护桩点稳固。
随着社会的发展和时代的进步，我国的水泥企业正逐渐与国际接轨，大量外资产品和服务的不断涌入，给我国水泥企业带来了前所未有的巨大挑战。我国的水泥企业面临着很多问题，例如如何改善水泥质量，怎样从根本上提升整体服务质量、改变传统的经营理念等。要想解决好这些问题，就必须实施企业资源规划(EnterpriseResourcePlanning，ERP)。将ERP与工程项目管理相互结合、整合利用，可以使企业运行集成化、管理持续化，实现对有限资源的合理利用和开发。
画家顾恺之是东晋时期的著名画家，他曾提出“迁想妙得”的想法，这个想法与“外师造化，中得心源”这个理论的意思是相近的，都是主张要先仔细观察和研究对象，经过深入的了解，然后再经过自己的构思就形成了成功的作品。顾恺之的著名作品《洛神赋图》就体现了这一点，人物处理非常传神，使人们通过鉴赏他的画作可以了解他的思想。
表1LED用荧光粉基本参数
Table1BasicparametersofLEDphosphors
型号类别颜色化学式CIE-xCIE-y峰值波长/nm半峰宽/nm中值粒径D50/μmYGNO490氮氧化物蓝绿色BaSi2O2N2:Eu2+0.07460.46334953215YGG525J铝酸盐黄绿色Y3(Al,Ga)5O12:Ce3+0.35580.570752510815YGG530J铝酸盐黄绿色Y3(Al,Ga)5O12:Ce3+0.37340.565953010615YGR660E氮化物红色(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+0.67840.32126559213YGR660L氮化物红色(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+0.69380.30606659313
图1荧光粉稳态光谱图Fig.1Excitationandemissionspectraofvariousphosphors
荧光粉是实现白光LED的关键材料之一。本实验使用的氮氧化物、铝酸盐和氮化物荧光粉具有较好的热稳定性、较高的量子效率及优异的发光性能，适用于白光LED封装[15]。图1(a)为BaSi2O2N2:Eu2+氮氧化物蓝绿粉光谱图，可以看出该型荧光粉能被蓝光激发，实现峰值波长为495nm的青光发射，半峰宽较窄仅为32nm，色纯度较高，可以弥补白光LED光谱中的青色成分，有利于显色性的提高，在超高显指及全光谱白光LED封装中具有非常重要的意义。图1(b)为Y3(Al,Ga)5O12:Ce3+铝酸盐黄绿粉光谱图，在蓝光激发下，发射光谱峰值波长为525nm，用于提供LED封装光谱的绿光成分。图1(c)为(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+氮化物红粉光谱图，其发射光谱峰值波长为655nm，位于深红光区域，用于提供LED封装光谱的红光成分。
根据白光LED封装经验，本文优选蓝光芯片+铝酸盐黄绿粉+氮化物红粉的封装方案，实现超高显指白光LED；采用蓝光芯片+氮氧化物蓝绿粉+铝酸盐黄绿粉+氮化物红粉的封装方案，实现全光谱白光LED(Ra>95，R1～R15均大于90)。
如图2所示，LED封装测试主要分为以下几步：①固晶，将蓝光芯片固定在2835SMD支架上；②焊线，用超声波金丝球焊线机将芯片正负极与支架正负极用金线连接；③根据配比称量荧光粉及硅胶A/B；④沿着同一方向将配好的荧光粉及硅胶手动搅拌30min，直到荧光粉分布均匀；⑤点胶，将混合好的荧光粉与A/B胶均匀涂覆在焊好线的支架杯中，点胶量以平杯或者微凹为宜，测试光电参数并调整荧光粉配比及胶量；⑥固化，将点好胶的支架放入烘箱125℃烘烤3h使胶水固化；⑦测试数据，将固化好的LED放入积分球中进行测试，得到其色品坐标和显色指数(Ra、R1～R15)等光参数；⑧分析与处理数据。
图2封装测试流程图Fig.2Flowchartofpackaging
本实验用到的荧光粉及硅胶配比如表2所示。针对正白、中性白和暖白三种色温，选用主波长为450～452.5nm的蓝光芯片，搭配铝酸盐黄绿粉+氮化物红粉的双荧光粉封装方案和氮氧化物蓝绿粉+铝酸盐黄绿粉+氮化物红粉的三荧光粉封装方案，目标是获得超高显指(Ra>95)和全光谱(R1～R15>90)的白光LED。
表2不同色温下荧光粉及硅胶配比
Table2WeightratiosofphosphorandsilicagelforwhiteLEDsatdifferentcorrelatedcolortemperatures
色温/K荧光粉及硅胶配比(单位:g)6000YGG525J∶YGR660L∶A胶∶B胶=0.13∶0.007∶0.25∶1YGNO490∶YGG530J∶YGR660E∶A胶∶B胶=0.03∶0.1∶0.016∶0.3∶1.24000YGG525J∶YGR660L∶A胶∶B胶=0.17∶0.017∶0.25∶1YGNO490∶YGG530J∶YGR660E∶A胶∶B胶=0.038∶0.2∶0.034∶0.3∶1.23000YGG525J∶YGR660E∶A胶∶B胶=0.2∶0.035∶0.25∶1YGNO490∶YGG525J∶YGR660E∶A胶∶B胶=0.045∶0.45∶0.072∶0.35∶1.4
采用蓝光LED芯片激发铝酸盐黄绿粉+氮化物红粉的双荧光粉封装方案，调节荧光粉配比以实现超高显指，对应的光谱图如图3所示。从光谱形状上来看，不同色温下的白光光谱在490nm附近均存在较大凹陷。随着白光LED色温的降低，蓝光的峰值强度逐渐降低，而红光的强度逐渐增加。
图3黄绿粉+红粉封装方案在不同色温下获得的白光光谱图Fig.3SpectraatdifferentcorrelatedcolortemperaturesforwhiteLEDspackagedwithyellow-greenandredphosphors
图4给出的是不同色温下，显色指数Ra及特殊显色指数R1～R15的对应关系。可以看出，随色温的降低，Ra及R12值逐渐增加。当Tc=6000K时，不仅显色指数偏低(Ra=90.7)，不满足超高显指的要求，并且R12仅为70；当Tc=4000K时，Ra有所提高达到96.8，满足超高显指要求，但R12仍相对较低为84；而当Tc=3000K时，Ra进一步提高至98.3，且特殊显色指数R12达到91，R1～R15均大于90，可以实现全光谱。
图4黄绿粉+红粉封装方案在不同色温下的特殊显色指数R1～R15值Fig.4ThevalueofspecialCRIR1～R15atdifferentcorrelatedcolortemperaturesforwhiteLEDspackagedwithyellow-greenandredphosphors
采用蓝光芯片+铝酸盐黄绿粉+氮化物红粉的双荧光粉封装方案，虽然可以实现较高的显色指数Ra，但是特殊显色指数R12的值相对较低，尤其在色温较高时，Ra和R12均难以满足超高显指或全光谱白光LED的要求。采用蓝光LED芯片激发氮氧化物蓝绿粉+铝酸盐黄绿粉+氮化物红粉的三荧光粉封装方案，通过调节荧光粉配比所得不同色温下的白光LED光谱图如图5所示。对比双荧光粉封装测试结果(图3)可知，额外添加氮氧化物蓝绿色荧光粉，可以弥补蓝光芯片发光峰和荧光粉发射峰之间的光谱缺失，白光光谱曲线变得更加饱满。
图5蓝绿粉+黄绿粉+红粉封装方案在不同色温下获得的白光光谱图Fig.5SpectraatdifferentcorrelatedcolortemperaturesforwhiteLEDspackagedwithblue-green,yellow-greenandredphosphors
图6蓝绿粉+黄绿粉+红粉封装方案在不同色温下的特殊显色指数R1～R15值Fig.6ThevalueofspecialCRIR1～R15atdifferentcorrelatedcolortemperaturesforwhiteLEDspackagedwithblue-green,yellow-greenandredphosphors
图6给出的是不同色温下，显色指数Ra及特殊显色指数R1～R15的对应关系。可以看出，相比于双荧光粉封装方案，额外添加氮氧化物蓝绿粉，在正白、中性白和暖白LED色温时，Ra均大于95，并且R12均有所提升，全部达到90以上，符合超高显指以及全光谱白光LED封装要求。当Tc=6000K时，R12增加最为显著，从70增加为92；当Tc=4000K时，R12从84增加为93；当Tc=3000K时，R12值也略有提升，但是增幅较小，差值仅为2。因此，加入氮氧化物蓝绿粉弥补了白光LED光谱中的饱和蓝色成分，有利于R12的提升，并且随白光LED色温的升高，提升作用逐渐增强。
实验结果表明，在不同色温下的白光LED封装中，氮氧化物蓝绿粉有利于提升显色指数Ra和特殊显色指数R12，是实现超高显指和全光谱白光LED的关键。此部分将从蓝绿粉对Ra和R12的影响两个方面进行分析。
第三，建立科学合理的权变的奖励分配制度。明确奖励范围、奖励力度，提高对科研成果持有人的奖励力度，并保证实时激励，充分调动科研成果持有人的积极性和主动性。如斯坦福大学规定，技术转让所得收入由发明人、院系、大学各分得1/3；麻省理工学院规定，技术转让收入中，除去15%继续用于事业的发展，剩下的由专利的发明人、学院和学校平均分配［7］。权变的分配政策，如耶鲁大学规定：专利许可收入累计＜10w美元，发明人获50%；专利许可收入累计10-20w美元，发明人获40%；专利许可收入累计≥20w美元，发明人获30%。类似的还有剑桥大学的技术转移收益分配比例，如下表：
图7为白光LED光谱中蓝光(400～500nm)所占比例随色温的变化关系。从图中可以看出，当Tc=6000K时，蓝光所占比例较大，约为25%；当Tc=4000K时，蓝光所占比例较小，约为17%；当Tc=3000K时，蓝光所占比例最小，仅为10%。由此可知，加入氮氧化物蓝绿粉与否，同种色温下蓝光所占比例大致相同，而随着色温的降低，蓝光所占比例均逐渐减小。因此，在色温较低时，加入蓝绿粉对显色指数Ra的提升作用较小；而随着色温的升高，蓝绿粉对Ra的提升作用逐渐增大。这与添加蓝绿粉对暖白显色指数提升较小而对中性白和正白显色指数提升较大的封装测试结果相符。特别是对正白而言，蓝绿粉的加入使得Ra由90.7大幅提升至97.4。
图7两种封装方案在不同色温下的蓝光所占比例图Fig.7Proportionofbluelightatdifferentcorrelatedcolortemperaturesfortwopackagingschemes
为研究氮氧化物蓝绿粉对R12的影响规律，将同一色温加入蓝绿粉前后的光谱图与特殊显色指数R12对应的光谱辐亮度因数曲线进行比较，结果如图8所示。可以看出，R12对应的光谱辐亮度因数曲线在430～520nm之间具有较高强度，也就是说白光光谱在该波段范围内光谱强度越强，饱和蓝色R12越大，显色性越好。通过Origin9.3软件对加入蓝绿粉前后该波段范围进行积分，积分面积在整个白光光谱中的占比如表3所示。未加入蓝绿粉时，6000K、4000K和3000K色温下430～520nm波段积分面积占比分别为33.45%，22.72%，16.02%；加入蓝绿粉后，相应占比分别为36.77%，25.50%，16.88%，增幅分别为3.32%，2.78%，0.86%。由此解释了随着白光LED色温的升高，氮氧化物蓝绿粉的加入对R12提升作用逐渐增强的实验现象。
图8两种封装方案在不同色温下的光谱对比图Fig.8Spectralcomparisonoftwopackagingschemesatdifferentcorrelatedcolortemperatures
表3在两种封装方案中，430～520nm波段积分面积在整个白光光谱中的占比
Table3Proportionoftheintegratedareaofthe430～520nminthewhitelightspectrafortwopackagingschemes
Tc/K600040003000P1/%33.4522.7216.02P2/%36.7725.5016.88△P/%3.322.780.86
注：P1代表黄绿粉+红粉的双荧光粉封装方案；P2代表蓝绿粉+黄绿粉+红粉的三荧光粉封装方案
利用蓝光LED芯片激发荧光粉的方法制备白光LED，并在不同色温条件下研究实现超高显指及全光谱白光LED的封装方案，重点研究了加入氮氧化物蓝绿色荧光粉BaSi2O2N2:Eu2+在白光LED封装中对显色指数Ra，特别是特殊显色指数R12的影响规律。实验结果表明，添加氮氧化物蓝绿粉后，对白光LED的显色指数Ra和特殊显色指数R12均有较大的提升作用，并且随色温的升高，对R12的提升作用逐渐增强，在Tc=6000K、4000K、3000K时，R12分别增加了22、9和2，特别是在正白色温下，显色指数Ra增幅达到6.7。因此，相对于蓝光芯片+铝酸盐黄绿粉Y3(Al,Ga)5O12:Ce3++氮化物红粉(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+的双荧光粉封装方案，采用蓝光芯片+氮氧化物蓝绿粉+铝酸盐黄绿粉+氮化物红粉的三荧光粉封装方案有利于提升Ra和R12，可以实现全光谱白光LED(Ra>95，R1～R15均大于90)，在提升现有白光LED照明品质方面具有重要的应用价值。
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