白光是一种组合光,白光LED可以分为单芯片、双芯片和三芯片等,以下将按这一分类来介绍,还将介绍照明用白光LED的一些技术指标。 i*>yUav"
"G(/MT^C
白光LED发光原理 !d_A? q'hN
w!M ^p&T7
单芯片 4!|ar?Zy
xb>+~5 9:
InGaN(蓝)/YAG荧光粉 N `MQHQ1
~`.%n7
这是一种目前较为成熟的产品,其中 1W的和5W的Lumileds已有批量产品。这些产品采用芯片倒装结构,提高发光效率和散热效果。荧光粉涂覆工艺的改进,可将色均匀性提高10倍。实验证明,电流和温度的增加使LED光谱有些蓝移和红移,但对荧光光谱影响并不大。寿命实验结果也较好,Φ5的白光LED在工作1.2万小时后,光输出下降80%,而这种功率LED在工作1.2万小时后,仅下降10%,估计工作5万小时后下降30%。这种称为Luxeon的功率LED最高效率达到44.3lm/w,最高光通量为187lm,产业化产品可达120lm,Ra为75-80。 'M/&bu r
s:H1v&t,<
InGaN(蓝)/红荧光粉+绿荧光粉 A/aQpEb%
c5pG?jr+d
Lumileds公司采用460nmLED配以SrGa2S4:Eu2+(绿色)和SrS:Eu2+(红色)荧光粉,色温可达到3000K-6000K的较好结果,Ra达到82-87,较前述产品有所提高。 v_h{_b8
j=4>In?x
InGaN(紫外)/(红+绿+蓝)荧光粉 iDJ2dM}v
;wZ.p"T9^
Cree、日亚、丰田等公司均在大力研制紫外LED。Cree公司已生产出50mW、385nm—405nm的紫外LED;丰田已生产此类白光LED,其Ra大于等于90,但发光效率还不够理想;日亚于最近制得365nm、1mm2、4.6V、500mA的高功率紫外LED,如制成白色LED,会有较好效果。 Yd'ke,Je
"Xc=<rX
ZnSe和OLED白光器件也有进展,但离产业化生产尚远。 rK wkj)
WH*&MIjAr/
双芯片 !vw0Y,F&
9m4|1)
可由蓝 LED+黄LED、蓝LED+黄绿LED以及蓝绿LED+黄LED制成,此种器件成本比较便宜,但由于是两种颜色LED形成的白光,显色性较差,只能在显色性要求不高的场合使用。 /.bwwj_;
L4%LE/t|e
三芯片 (蓝色+绿色+红色)LED ^lj>v}4fkW
cB^lSmu5
Philips公司用470nm、540nm和610nm的LED芯片制成Ra大于80的器件,色温可达3500K。如用470nm、525nm和635nm的LED芯片,则缺少黄色调,Ra只能达到20或30。 {wySH[V
uyIA]OtyN
采用波长补偿和光通量反馈方法可使色移动降到可接受程度。美国 TIR公司采用Luxeon RGB器件制成用于景观照明的系统产品,用Lumileds制成液晶电视屏幕(22英寸),产品的性能都不错。 *fZ'#C~x
u)-l+U.
四芯片 (蓝色+绿色+红色+黄色)LED K~R{q+
6yqp<D0SP)
采用 465nm、535nm、590nm和625nm LED芯片可制成Ra大于90的白光LED。 <LY+"
Y
Jjv&@a}
此外, Norlux公司用90个三色芯片(R、G、B)制成10W的白光LED,每个器件光通量达130lm,色温为5500K。 %3wK.tR
hrK^oa_[W
白光LED技术指标 uDR(^T{g#
*d 4D9(
照明用白光LED不同于传统的LED产品,在技术性能指标上有一些特殊要求:光通量 一个Φ5 LED的光通量仅为1lm左右,而用作照明的白光功率LED希望达到1Klm。当然,光通量为0.1Klm和0.01Klm的功率LED也能达到要求较低的照明需求。由于15W白炽灯效率较低,仅8lm/w,所以一个15W白炽灯的光通量,与25lm/w的白光功率LED5W器件相当。 pm+[,u!i
,*US) &x
发光效率 目前产业化产品已从 15lm/w提高到100lm/w,研究水平为125lm/w,最高水平已达130lm/w。 C4,W[L]4"
;7}*Xr|
色温 在 2500K-10000K之间,最好是2500K-5000K之间。 &/p9+gd
[PT}!X7h
显色指数 Ra 最好是100。目前可以过到85 E:AXnnGKO
>b0}X)Z+U
稳定性 波长和光通量均要求保持稳定,但其稳定性程度依照明场合的需求而定。 lKcnM3n
XT)@)c7j
寿命 5万小时至10万小时。