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2009-09-10 17:48 |
白光LED发光原理与技术指标
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。 :Ke~b_$Uy-
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白光LED发光原理 ~ K^Z 4
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单芯片 KhZ'Ic[vw
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InGaN(蓝)/YAG荧光粉 $cH'9W}3K
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这是一种目前较为成熟的产品，其中 1W的和5W的Lumileds已有批量产品。这些产品采用芯片倒装结构，提高发光效率和散热效果。荧光粉涂覆工艺的改进，可将色均匀性提高10倍。实验证明，电流和温度的增加使LED光谱有些蓝移和红移，但对荧光光谱影响并不大。寿命实验结果也较好，Φ5的白光LED在工作1.2万小时后，光输出下降80%，而这种功率LED在工作1.2万小时后，仅下降10%，估计工作5万小时后下降30%。这种称为Luxeon的功率LED最高效率达到44.3lm/w，最高光通量为187lm，产业化产品可达120lm，Ra为75-80。 _y `'T;~OY
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InGaN(蓝)/红荧光粉+绿荧光粉 A]B D2
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Lumileds公司采用460nmLED配以SrGa2S4：Eu2+(绿色)和SrS：Eu2+(红色)荧光粉，色温可达到3000K-6000K的较好结果，Ra达到82-87，较前述产品有所提高。 Vm&fw".J
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InGaN(紫外)/(红+绿+蓝)荧光粉 #(CI /7
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Cree、日亚、丰田等公司均在大力研制紫外LED。Cree公司已生产出50mW、385nm—405nm的紫外LED;丰田已生产此类白光LED，其Ra大于等于90，但发光效率还不够理想;日亚于最近制得365nm、1mm2、4.6V、500mA的高功率紫外LED，如制成白色LED，会有较好效果。 +(r8SnRX
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ZnSe和OLED白光器件也有进展，但离产业化生产尚远。 &nj@t>5Bs$
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双芯片 >'Nrvy%&0
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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。 k$o6~u 2&
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三芯片 (蓝色+绿色+红色)LED k `.-PU
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Philips公司用470nm、540nm和610nm的LED芯片制成Ra大于80的器件，色温可达3500K。如用470nm、525nm和635nm的LED芯片，则缺少黄色调，Ra只能达到20或30。 !e.@Xk.P6
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采用波长补偿和光通量反馈方法可使色移动降到可接受程度。美国 TIR公司采用Luxeon RGB器件制成用于景观照明的系统产品，用Lumileds制成液晶电视屏幕(22英寸)，产品的性能都不错。 ^`=Z=C$fj
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四芯片 (蓝色+绿色+红色+黄色)LED mR fF)
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采用 465nm、535nm、590nm和625nm LED芯片可制成Ra大于90的白光LED。 V}7I?
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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。 ~|Gtm[9Ru
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白光LED技术指标 @?*26}qp
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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。 d'^jek h
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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。 dB_\0?jJ-
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色温：在 2500K-10000K之间，最好是2500K-5000K之间。 7u\^ $25+h
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显色指数：Ra 最好是100。目前可以过到85 H
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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。 Y'bDEdeT
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寿命：5万小时至10万小时。
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