| 991518 |
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。 f =_^>>.
[}""@?
白光LED发光原理 T$b\Q
;; LuU<,$
单芯片 JmWR{du
d ><fu]'
InGaN(蓝)/YAG荧光粉 boQ)fV"
fwmLJ5o
N
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。 b>q6:=((
t*+ ! n.p
InGaN(蓝)/红荧光粉+绿荧光粉 I}:L ]H{E
b!~TAT&8
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。 :|XCnK0
=g0*MZ;"
InGaN(紫外)/(红+绿+蓝)荧光粉 q]v,
a%[q
|oyR
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。 1 *R_"#
4%bTj,H#
ZnSe和OLED白光器件也有进展，但离产业化生产尚远。 \JU ~k5j
sC6r.@[u8t
双芯片 {a4xF2
Ve:&'~F2 s
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。 ib50LCm
$y6rvQ
2>S
三芯片 (蓝色+绿色+红色)LED *98Ti|
@f=RL)$ |
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。 `Yogq)G}
fu>Qi)@6a1
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。 _[$#
b]V
0}-#b7eR
四芯片 (蓝色+绿色+红色+黄色)LED U(A4v0T
q }R lo/R
采用 465nm、535nm、590nm和625nm LED芯片可制成Ra大于90的白光LED。 T+W3_xIS X
DB Xm
此外， Norlux公司用90个三色芯片(R、G、B)制成10W的白光LED，每个器件光通量达130lm，色温为5500K。 GEi
MmH?
^fZGX<fH
白光LED技术指标 x[}06k'
(1y='L2rj
照明用白光LED不同于传统的LED产品，在技术性能指标上有一些特殊要求：光通量 一个Φ5 LED的光通量仅为1lm左右，而用作照明的白光功率LED希望达到1Klm。当然，光通量为0.1Klm和0.01Klm的功率LED也能达到要求较低的照明需求。由于15W白炽灯效率较低，仅8lm/w，所以一个15W白炽灯的光通量，与25lm/w的白光功率LED5W器件相当。 W8uVd zQ
(+$ol' i
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。 qnTi_c
tBTJmih"
色温：在 2500K-10000K之间，最好是2500K-5000K之间。 .q0AoM
R8{e&n PE
显色指数：Ra 最好是100。目前可以过到85 $nc, ?)i!
5\+EHW!o
稳定性：波长和光通量均要求保持稳定，但其稳定性程度依照明场合的需求而定。 (l;C%O7*
~"5C${~{
寿命：5万小时至10万小时。
|
|