影响LED灯具寿命的“第一块木板”

1 LED芯片的质量

LED芯片是LED光源的核心部件，它的寿命很大程度上决定着LED灯具的寿命。影响LED芯片寿命的因素有三个，即芯片的晶格缺陷、封装工艺及荧光粉的质量。

首先，构成LED芯片的材料是晶体。理想的晶体如图3所示。如果晶格排列得不那么好，有的地方缺行，如图4所示，这种缺陷就会影响LED芯片的寿命。另外，如果LED芯片所掺杂的杂质不是我们所需要的杂质，也会影响LED光源的寿命。

图3 理想的晶体

图4 有缺陷的晶体

其次，LED的封装是否合理也是影响芯片寿命的重要因素。目前美国Cree（科瑞）公司、Lumilends公司和日本日亚公司等全球几大知名公司的封装工艺水平比较高，LED封装技术也都有专利保护，其LED的寿命也就有保证。但其他大多数企业的产品工艺封装仿制较多，这些产品从外形看还可以，但工艺结构和工艺质量都较差，因而严重影响了LED的寿命。另外，LED芯片的性能都具有一定的分散性，在封装之前应根据LED芯片的面积、光效等诸多指标进行归类分档。如果芯片在封装前不进行分档，封装后的成品出光率必然参差不齐。这就是说，LED的封装及封装之前的分档也是影响LED寿命的重要因素。

最后，荧光粉的质量同样影响LED芯片的寿命。目前LED芯片产生白光的方法有多种，其中有两种方法是通过荧光粉发白光的。一种方法是在LED蓝光芯片上涂覆YAG(Yttrium Aluminum Garnet，钇铝石榴石)荧光粉。前面已经说过，波长短的光子比波长长的光子能量大，因此，芯片发出的蓝光（波长短）激发荧光粉可产生500 nm~560 nm的黄绿光（波长较蓝光长），蓝光与黄绿光合成白光。这种方法得到白光的成本较低，但荧光粉的均匀性较难控制，且芯片使用一段时间后，光效和色温都会有相应变化。另一种方法是让LED芯片发出紫外线，紫外线再激发RGB（红、绿、蓝三基色）荧光粉产生红、绿、蓝三基色光，三基色光再混合成白光。因为紫外线的光子能量较大，使封装材料环氧树脂容易老化，这也会影响LED芯片的寿命。

如果LED芯片成为LED灯具寿命的“短板”，那么，上述三个因素中哪个出现问题，哪个就是影响LED芯片和灯具寿命的“短板”，如图5所示。

图5 LED芯片成为“短板”