白光LED发光原理及参数介绍

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LED灯技术参数

LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。

一、LED的结构及发光原理50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。

发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。

在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。

PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。

这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。

当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

二、LED光源的特点1. 电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。

2. 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%3. 适用性：很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境4. 稳定性：10万小时，光衰为初始的50%5. 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级6. 对环境污染：无有害金属汞7. 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。

如小电流时为红色的LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色8. 价格：LED的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯需由上300～500只二极管构成。

白光LED 光谱特性及司辰节律因子

第４０卷㊀第１２期２０１９年１２月发㊀光㊀学㊀报ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥＶｏｌ４０Ｎｏ１２Ｄｅｃ.ꎬ２０１９㊀㊀收稿日期:２０１９￣０７￣１０ꎻ修订日期:２０１９￣０８￣０４㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(６１９７５０７２)ꎻ福建省自然科学基金(２０１８Ｊ０５１１０ꎬ２０１８Ｊ０１５５１ꎬ２０１７Ｊ０１７７２)ꎻ福建省高校创新团队培育计划(光电材料与器件应用)ꎻ福建省教育厅科技项目(ＪＺ１６０４５２ꎬＪＡＴ１６０２９３ꎬＪＴ１８０２９６ꎬＪＡＴ１６０４５７/Ｂ２０１６０６ꎬＪＡ１４２０７)ꎻ福建省重大教学改革项目(ＦＢＪＧ２０１８００１５)ꎻ漳州市自然科学基金(ＺＺ２０１９Ｊ０１ꎬＺＺ２０１６Ｊ４０)资助项目ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ(６１９７５０７２)ꎻＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ(２０１８Ｊ０５１１０ꎬ２０１８Ｊ０１５５１ꎬ２０１７Ｊ０１７７２)ꎻＰｒｏｇｒａｍｆｏｒＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＲｅｓｅａｒｃｈＴｅａｍｉｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＤｅｖｉｃｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ)ꎻＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＦｕｊｉａｎＨｉｇｈｅｒＥｄｕｃａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ(ＪＺ１６０４５２ꎬＪＡＴ１６０２９３ꎬＪＴ１８０２９６ꎬＪＡＴ１６０４５７/Ｂ２０１６０６ꎬＪＡ１４２０７)ꎻＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＧｒｅａｔＴｅａｃｈｉｎｇＲｅｆｏｒｍ(ＦＢＪＧ２０１８００１５)ꎻＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＺｈａｎｇｚｈｏｕ(ＺＺ２０１９Ｊ０１ꎬＺＺ２０１６Ｊ４０)文章编号:１０００￣７０３２(２０１９)１２￣１５１４￣０９白光ＬＥＤ光谱特性及司辰节律因子沈雪华１ꎬ２ꎬ陈焕庭１ꎬ２∗ꎬ陈赐海１ꎬ２ꎬ林惠川１ꎬ２ꎬ李㊀燕１ꎬ２ꎬ陈福昌１ꎬ２(１.闽南师范大学物理与信息工程学院ꎬ福建漳州㊀３６３０００ꎻ２.福建省光电材料与器件应用行业技术开发基地ꎬ福建漳州㊀３６３０００)摘要:为分析白光ＬＥＤ的光￣电￣热特性及其变化ꎬ在热沉温度和驱动电流可控的条件下ꎬ测试了温度㊁电流对白光ＬＥＤ光谱分布的影响ꎬ建立了白光ＬＥＤ光功率和光谱蓝白比(蓝光光谱光功率与白光光谱光功率的比值)预测模型ꎮ相关性分析显示光谱蓝白比㊁色温及司辰节律因子之间高度相关ꎬ光谱蓝白比与色温㊁光谱蓝白比与司辰节律因子均存在线性关系ꎬ表明由光谱分布变化预测光谱色温漂移及其非视觉生物效应的可能性ꎮ实验结果表明ꎬ白光ＬＥＤ光功率㊁蓝白比㊁色温及司辰节律因子的预测值与实测值吻合较好ꎬ最大预测误差分别不超过４.２２％㊁１.５４％㊁１.３１％和２.１５％ꎻ同时ꎬ白光ＬＥＤ光谱蓝白比可作为一种有效手段ꎬ用于预测光谱色温及司辰节律因子ꎬ进而评估其光学特性和非视觉生物效应ꎮ关㊀键㊀词:白光ＬＥＤꎻ功率预测ꎻ色温漂移ꎻ司辰节律因子ꎻ非视觉生物效应中图分类号:ＴＮ３１２.８㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.３７８８/ｆｇｘｂ２０１９４０１２.１５１４ＳｐｅｃｔｒａｌＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＣｉｒｃａｄｉａｎＡｃｔｉｏｎＦａｃｔｏｒｏｆＷｈｉｔｅＬＥＤｓＳＨＥＮＸｕｅ￣ｈｕａ１ꎬ２ꎬＣＨＥＮＨｕａｎ￣ｔｉｎｇ１ꎬ２∗ꎬＣＨＥＮＣｉ￣ｈａｉ１ꎬ２ꎬＬＩＮＨｕｉ￣ｃｈｕａｎｇ１ꎬ２ꎬＬＩＹａｎ１ꎬ２ꎬＣＨＥＮＦｕ￣ｃｈａｎｇ１ꎬ２(１.ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＭｉｎｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＺｈａｎｇｚｈｏｕ３６３０００ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＤｅｖｉｃｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＢａｓｅｏｆＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅꎬＺｈａｎｇｚｈｏｕ３６３０００ꎬＣｈｉｎａ)∗ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＡｕｔｈｏｒꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｈｔｃｈｅｎ２３＠ｑｑ.ｃｏｍＡｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｏｐｔｉｃａｌ￣ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ￣ｔｈｅｒｍａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｈｉｔｅＬＥＤｓꎬｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｅｍｐｅｒａ￣ｔｕｒｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｏｎｔｈｅｓｐｅｃｔｒａｌｐｏｗｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｉｔｅＬＥＤｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌａ￣ｂｌｅｈｅａｔｓｉｎｋｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔ.Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓꎬｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｆｏｒｓｐｅｃｔｒａｌｏｐｔｉｃａｌｐｏｗｅｒａｎｄｂｌｕｅ￣ｗｈｉｔｅｒａｔｉｏ(ｔｈｅｒａｔｉｏｂｅｔｗｅｅｎｂｌｕｅｏｐｔｉｃａｌｐｏｗｅｒａｎｄｗｈｉｔｅｏｐｔｉｃａｌｐｏｗｅｒ)ｏｆｔｈｅｗｈｉｔｅＬＥＤｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ.Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｂｌｕｅ￣ｗｈｉｔｅｒａｔｉｏｗａｓｈｉｇｈｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｃｏｌｏｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ(ＣＣＴ)ａｓｗｅｌｌａｓｃｉｒｃａｄｉａｎａｃｔｉｏｎｆａｃｔｏｒ(ＣＡＦ).Ｍｏｒｅｏｖｅｒꎬｌｉｎｅａｒｒｅ￣ｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｏｔｈｅｘｉｓｔｂｅｔｗｅｅｎｂｌｕｅ￣ｗｈｉｔｅｒａｔｉｏａｎｄＣＣＴꎬａｎｄｂｅｔｗｅｅｎｂｌｕｅ￣ｗｈｉｔｅｒａｔｉｏａｎｄＣＡＦ.Ｉｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｗｈｉｃｈｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅｌｙｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｃｏｌｏｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｉｆｔａｎｄｎｏｎ￣ｖｉｓｕａｌｂｉｏｌｏｇｉ￣ｃａｌｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｗｈｉｔｅｓｐｅｃｔｒｕｍｆｒｏｍｃｈａｎｇｉｎｇｓｐｅｃｔｒａｌｐｏｗｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔꎬｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｅｒｒｏｒｓｏｆｓｐｅｃｔｒａｌｏｐｔｉｃａｌｐｏｗｅｒꎬｂｌｕｅ￣ｗｈｉｔｅｒａｔｉｏꎬＣＣＴａｎｄＣＡＦｏｆｔｈｅｗｈｉｔｅＬＥＤｗｅｒｅｗｉｔｈｉｎ４.２２％ꎬ１.５４％ꎬ１.３１％ａｎｄ２.１５％ꎬｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.Ｍｅａｎｗｈｉｌｅꎬｔｈｅｓｐｅｃｔｒａｌｂｌｕｅ￣ｗｈｉｔｅｒａｔｉｏｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｔｏｐｒｅｄｉｃｔＣＣＴａｎｄＣＡＦｏｆｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍꎬ. All Rights Reserved.㊀第１２期沈雪华ꎬ等:白光ＬＥＤ光谱特性及司辰节律因子１５１５㊀ａｎｄｔｈｕｓｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｓｐｅｃｔｒａｌｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｎｏｎ￣ｖｉｓｕａｌｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｗｈｉｔｅＬＥＤｓꎻｏｐｔｉｃａｌｐｏｗｅｒｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎꎻｃｏｌｏｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｉｆｔꎻｃｉｒｃａｄｉａｎａｃｔｉｏｎｆａｃｔｏｒꎻｎｏｎ￣ｖｉｓｕａｌｂｉｏ￣ｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓ１㊀引㊀㊀言发光二极管(Ｌｉｇｈｔ￣ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅꎬＬＥＤ)因具有低功耗㊁长寿命和环境友好等优点ꎬ近年逐渐向通用照明领域普及[１￣３]ꎮ在白光ＬＥＤ制造中ꎬ以蓝光ＧａＮ基ＬＥＤ芯片与ＹＡＧʒＣｅ荧光粉结合的方式最为普遍ꎮ通用照明中ꎬＬＥＤ器件通常集成了多个ＬＥＤ芯片ꎬ且输入功率随着应用需求的提高不断增大ꎬ导致器件内部热量聚集[４]ꎮ而蓝光ＬＥＤ芯片和荧光粉均具有温度敏感特性ꎬ高温环境下蓝光ＧａＮ基ＬＥＤ芯片和荧光粉的光学特性会有不同程度的下降ꎬ引起光谱功率㊁光通量㊁色温等光学参数的变化ꎬ最终影响照明质量[５￣６]ꎮ因此ꎬ大功率白光ＬＥＤ器件的热效应和热管理成为当前ＬＥＤ研究和制造领域备受关注的问题[７]ꎮ光照除了提供视觉信息ꎬ还参与生物节律㊁大脑认知等生理功能的调节ꎬ即所谓非视觉生物效应 ꎮ作为新一代照明光源ꎬＬＥＤ的非视觉生物效应更为明显ꎬ相关研究不断深入ꎮ司辰节律因子(ＣｉｒｃａｄｉａｎａｃｔｉｏｎｆａｃｔｏｒꎬＣＡＦ)是由Ｂｅｒｍａｎ提出的用以表征光的非视觉生物效应强度的因子ꎬ在多数研究中被采用[８]ꎮ郑莉莉等[９]通过计算三基色白光ＬＥＤ光源在不同电流下的司辰节律因子ꎬ对可调色温的三基色白光ＬＥＤ光源进行非视觉效应研究ꎮ宋丽妍等着重探讨了以ＬＥＤ为背光源的平板显示屏对人体非视觉生物效应的影响[１０]ꎮ鲁玉红等针对人体在不同波长蓝光ＬＥＤ照射下的反应进行了研究[１１]ꎮ陈仲林等将光的非视觉生物效应用于指导住宅㊁隧道和教室等场所的照明工程建设[１２￣１３]ꎮ本文通过测试研究了白光ＬＥＤ的光￣电￣热特性及其变化ꎬ建立了白光ＬＥＤ光功率及光谱蓝白比预测模型ꎬ分析了光谱蓝白比与色温㊁司辰节律因子的相关性ꎮ研究发现驱动电流和温度改变时ꎬ白光ＬＥＤ辐射光谱中的蓝光发射光谱和荧光粉发射光谱会有不同程度的变化ꎬ进而引起光功率改变㊁色温漂移和司辰节律因子变化ꎮ实验结果验证了本文提出的白光ＬＥＤ光功率和光谱蓝白比预测模型及其建立过程的正确性ꎬ表明了根据光谱蓝白比预测其色温漂移和非视觉生物效应强弱的合理性ꎬ可用于对特定白光ＬＥＤ光学性能的预测㊁分析和改进ꎮ２㊀白光ＬＥＤ光谱的光￣电￣热特性２.１㊀白光ＬＥＤ光谱的光￣热特性分析白光ＬＥＤ器件中ꎬ蓝光ＬＥＤ芯片发出的初始蓝光一部分被荧光粉吸收并转化为黄光ꎬ透射的蓝光和转换的黄光混合形成白光ꎮ蓝光ＬＥＤ芯片辐射蓝光以及荧光粉层辐射黄光的过程都伴随着热量的产生ꎮ因实际散热条件有限ꎬ白光ＬＥＤ器件内部热量无法及时传导ꎬ芯片结温和荧光粉层温度随着热量积累逐渐升高ꎬ导致芯片和荧光粉层光学性能下降ꎮ为探讨温度对ＬＥＤ芯片及荧光粉层的作用ꎬ本文在一定电流驱动下ꎬ通过改变热沉温度测试了白光ＬＥＤ的光谱分布变化ꎬ如图１ꎮ其中ꎬ驱动电流为３５０ｍＡꎬ温度范围为２５~８５ħꎬ测试间隔为１５ħꎮ3450750姿/nmIntensity/(mW·nm-1)42150040085℃25℃25℃40℃55℃70℃85℃700650600550图１㊀３５０ｍＡ电流驱动下白光ＬＥＤ的光谱功率分布Ｆｉｇ.１㊀ＳｐｅｃｔｒａｌｐｏｗｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｗｈｉｔｅＬＥＤｗｉｔｈｉｎｊｅｃ￣ｔｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｏｆ３５０ｍＡ图１中ꎬ以虚线为界ꎬ左边为蓝光光谱分布ꎬ右边为荧光光谱分布ꎮ由图１可见ꎬ蓝光ＬＥＤ芯片发射峰强度明显随温度升高而降低ꎬ并且由于能带随着温度升高而收缩ꎬ其光谱整体红移ꎮ对于荧光光谱而言ꎬ因蓝光ＬＥＤ芯片激发波长受温度影响发生偏移ꎬ与荧光粉发射光谱匹配度降低ꎬ转换的黄光减少ꎬ导致荧光光谱强度整体呈下降. All Rights Reserved.１５１６㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４０卷趋势ꎮ蓝光光谱光功率和荧光光谱光功率随温度的变化趋势如图２所示ꎮ３００3080T /℃O p t i c a l p o w e r /m W４００200150５040207060502５0３５０10090P opt,b(w)P opt,b(w)图２㊀３５０ｍＡ电流驱动下蓝光光谱光功率和荧光光谱光功率Ｆｉｇ.２㊀Ｏｐｔｉｃａｌｐｏｗｅｒｏｆｂｌｕｅｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｓｐｅｃ￣ｔｒｕｍｗｉｔｈｉｎｊｅｃｔｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｏｆ３５０ｍＡ图２中ꎬＰｏｐｔꎬｂ(ｗ)表示蓝光光谱光功率ꎬＰｏｐｔꎬｐ(ｗ)表示荧光光谱光功率ꎮ保持驱动电流为３５０ｍＡꎬ当热沉温度控制为２５ħ时ꎬ蓝光光谱光功率为１１４.０９ｍＷꎬ荧光光谱光功率为２８９.０４ｍＷꎻ当热沉温度升高到８５ħ时ꎬ蓝光光谱光功率降至１１０.５７ｍＷꎬ荧光光谱光功率降至２５８.６５ｍＷꎬ二者下降幅度分别为３.０９％和１０.５１％ꎮ观察图２可见ꎬ蓝光光谱光功率和荧光光谱光功率均与热沉温度近似呈线性关系ꎬ则可设Ｐｏｐｔꎬｂ(ｗ)(ＩＦꎬ０ꎬＴ)＝ａ１Ｔ＋ａ２ꎬ(１)Ｐｏｐｔꎬｐ(ｗ)(ＩＦꎬ０ꎬＴ)＝ｂ１Ｔ＋ｂ２ꎬ(２)其中ꎬａ１㊁ａ２㊁ｂ１㊁ｂ２均为常数ꎬ可通过对测量数据进行曲线拟合而获得ꎮａ１㊁ｂ１分别表示蓝光光谱光功率㊁荧光光谱光功率随热沉温度的变化系数ꎬ由两曲线倾斜程度可知ａ１<ｂ１<０ꎮ从图２及二者功率下降幅度可见ꎬ荧光粉层受温度的影响较大ꎬ原因主要体现在３个方面:(１)温度升高ꎬＧａＮ基蓝光芯片晶格振动加强ꎬ缺陷周围的载流子非辐射复合加剧ꎬ内量子效率下降ꎬ产生的初始蓝光能量减少[２]ꎻ(２)蓝光峰值波长因热效应发生红移ꎬ使得与荧光粉的匹配度下降[１４]ꎻ(３)温度升高ꎬＹＡＧ荧光粉Ｃｅ３＋４ｆ基态与５ｄ激发态之间的能量差减小ꎬ光转换效率下降[１５]ꎮ蓝光光谱功率在温度升高时变化不大ꎬ原因在于:虽然蓝光芯片辐射的初始蓝光随温度升高而减少ꎬ但荧光粉层因热效应致使吸收的蓝光能量也减少ꎬ因而透射的蓝光辐射通量减少不明显ꎮ２.２㊀白光ＬＥＤ光谱的光￣电特性分析白光ＬＥＤ器件中ꎬＧａＮ基蓝光ＬＥＤ芯片会将注入电能转化为初始蓝光并射入荧光粉层ꎬ驱动电流的大小决定了初始蓝光光谱的光功率ꎮ此外ꎬ驱动电流不同意味着加载功率不同ꎬ则其他条件相同的情况下封装器件内部聚集热量亦不同ꎬ引起ＧａＮ基芯片和荧光粉的热猝灭效应也存在差异ꎮ载流子密度在量子阱区域的速率方程[１６]如下:ｄｎｄｔ＝Ｊｑｄ－Ａｎ－Ｂｎ２－Ｃｎ３－ＪＬｑｄ１ꎬ(３)在稳态条件下ꎬｄｎｄｔ＝０ꎬ则Ｊｑｄ＝Ａｎ＋Ｂｎ２＋Ｃｎ３＋ＪＬｑｄ１ꎬ(４)其中ꎬＪ为电流密度ꎬｑ为单位电荷量ꎬｄ为有源区厚度ꎬＡｎ为非辐射复合率ꎬＢｎ２为辐射复合率ꎬＣｎ３为俄歇复合率ꎬＪＬ为漏电流密度ꎬｄ１为在Ｐ型束缚层少数载流子扩散长度ꎮ俄歇复合率Ｃｎ３取决于材料能带结构ꎬ且Ｃｎ３ʈｅｘｐ－３Ｅｇ２ｋＴæèçöø÷ꎮ对于窄能带结构ＬＥＤ(如ＩｎＧａＡｓＰ￣ＬＥＤ)ꎬ其ｎ３较大ꎬ俄歇复合率较强ꎮ对于宽禁带结构ＬＥＤ(如ＡｌＧａＩｎＰ￣ＬＥＤꎬＧａＮ￣ＬＥＤ)ꎬ因其ｎ３较小ꎬ俄歇复合率很低ꎬ在老化过程中ꎬ认为基本不变ꎬ故可不予考虑ꎮ一般在双异质结和多量子阱结构中ＪＬ≪Ｊꎬｄ１ʈｄꎮ非辐射复合速率Ａｎ取决于缺陷密度ＮＴ:Ａｎʈｎ(τｐ＋τｎ)ʈｎσυＮＴ２ꎬ(５)其中ꎬτｎ＝１σｎυｎＮＴꎬτｐ＝１σｐυｐＮＴꎬτｐ和τｎ分别为电子和空穴寿命ꎬσ为俘获截面ꎬυ为热速率ꎮ在低电流密度范围ꎬｎ很小ꎬＡｎ>Ｂｎ２ꎬ该范围内光功率与电流密度关系如下式所示:ＬʈＢｎ２ʈＢＡ２Ｊｑｄ()２ꎬ(６)在大电流密度范围ꎬＢｎ２>Ａｎꎬ则光功率与电流密度的关系为:Ｌ＝Ｂｎ２ʈＪｅｄꎬ(７)在大电流区域ꎬ理想情况下ＬＥＤ光功率将与输入电流近似成线性比例ꎮ但在实际情况下ꎬ随着电. All Rights Reserved.㊀第１２期沈雪华ꎬ等:白光ＬＥＤ光谱特性及司辰节律因子１５１７㊀流增大ꎬＬＥＤ有源区产生的热量将在器件内部急剧累积ꎬ造成内量子以及外量子效率下降[１７]ꎬ因此光功率与输入电流不能成理想线性比例ꎮ从以上讨论可知ꎬＬＥＤ光功率￣电流特性曲线可分为非线性和线性两个区域ꎮ非线性区域内ꎬ有源区缺陷密度将直接影响光功率大小ꎬ导致光功率非线性变化ꎮ而线性区域由于非辐射复合通道趋于饱和状态ꎬ非辐射复合变化对光功率影响不明显[１８]ꎮ由于本文研究采用控温热沉控制ＬＥＤ芯片温度ꎬＬＥＤ芯片有源区的热量可及时传导至外界ꎬ即ＬＥＤ输出光功率和负载电流为线性关系:Ｐｏｐｔꎬｂ(ｗ)(ＩＦꎬＴ０)＝ｃ１ＩＦ＋ｃ２ꎬ(８)Ｐｏｐｔꎬｐ(ｗ)(ＩＦꎬＴ０)＝ｄ１ＩＦ＋ｄ２ꎬ(９)其中ꎬｃ１㊁ｃ２㊁ｄ１㊁ｄ２均为常数ꎬ可利用曲线拟合由测量数据获得ꎮｃ１㊁ｄ１分别表示蓝光光谱光功率㊁荧光光谱光功率随驱动电流的变化系数ꎮ通过改变驱动电流测试白光ＬＥＤ的光谱分布变化ꎬ如图３所示ꎬ其中ꎬ热沉温度控制为５５ħꎬ电流范围为２００~４５０ｍＡꎬ测试间隔为５０ｍＡꎮ3450750姿/nmI n t e n s i t y /(m W ·n m -1)4210500400450mA200mA 250mA 300mA 350mA 400mA 450mA700650600550200mA图３㊀恒温５５ħ下白光ＬＥＤ的光谱功率分布Ｆｉｇ.３㊀ＳｐｅｃｔｒａｌｐｏｗｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｗｈｉｔｅＬＥＤｗｉｔｈｈｅａｔｓｉｎｋｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ５５ħ图３表明ꎬ当热沉温度一定时ꎬ白光ＬＥＤ发出的蓝光光谱和荧光光谱均随驱动电流发生较大变化ꎬ电流对二者影响作用明显ꎮ蓝光光谱光功率与荧光光谱光功率随电流的变化趋势如图４ꎮ图４中ꎬ保持热沉温度为５５ħꎬ当驱动电流为２００ｍＡ时ꎬ蓝光光谱光功率为６６.１４ｍＷꎬ荧光光谱光功率为１６６.９７ｍＷꎻ当驱动电流增加到４５０ｍＡ时ꎬ蓝光光谱光功率为１４２.７８ｍＷꎬ荧光光谱光功率为３４２.５６ｍＷꎬ二者增加幅度分别为１１５.８８％和１０５.１６％ꎮ３００200450Input current /mAO p t i c a l p o w e r /m W４００200150５02501504003503002５0３５０100500P opt,b(w)P opt,p(w)图４㊀恒温５５ħ下的蓝光光谱光功率和荧光光谱光功率Ｆｉｇ.４㊀Ｏｐｔｉｃａｌｐｏｗｅｒｏｆｂｌｕｅｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｓｐｅｃ￣ｔｒｕｍｗｉｔｈｈｅａｔｓｉｎｋｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ５５ħ２.３㊀白光ＬＥＤ光谱功率预测白光ＬＥＤ输出的白光由蓝光光谱和荧光光谱构成ꎬ假设Ｐｏｐｔꎬｗ为白光ＬＥＤ输出光功率ꎬ则有Ｐｏｐｔꎬｗ＝Ｐｏｐｔꎬｂ(ｗ)＋Ｐｏｐｔꎬｐ(ｗ)ꎬ(１０)同时考虑驱动电流和热沉温度对光谱的影响[１９]ꎬ当热沉温度为恒定值时ꎬＬＥＤ输出光功率与负载电流呈线性函数ꎻ当负载电流为恒定值时ꎬＬＥＤ输出光功率与热沉温度呈线性函数ꎻ进而可构建蓝光光谱光功率值和荧光光谱光功率值分别与负载电流和热沉温度之间的二维函数:Ｐｏｐｔꎬｂ(ｗ)(ＩＦꎬＴ)＝(ａ１Ｔ＋ａ２)(ｃ１ＩＦ＋ｃ２)ｅꎬ(１１)Ｐｏｐｔꎬｐ(ｗ)(ＩＦꎬＴ)＝(ｂ１Ｔ＋ｂ２)(ｄ１ＩＦ＋ｄ２)ｆꎬ(１２)其中ｅ㊁ｆ分别为白光ＬＥＤ在工作点(ＩＦꎬ０㊁Ｔ０)的蓝光光谱光功率值和荧光光谱光功率值ꎮ因此ꎬ白光ＬＥＤ总输出光功率为:Ｐｏｐｔꎬｗ(ＩＦꎬＴ)＝(ａ１Ｔ＋ａ２)(ｃ１ＩＦ＋ｃ２)ｅ＋(ｂ１Ｔ＋ｂ２)(ｄ１ＩＦ＋ｄ２)ｆꎬ(１３)由于ａ１㊁ａ２㊁ｂ１㊁ｂ２㊁ｃ１㊁ｃ２㊁ｄ１㊁ｄ２㊁ｅ㊁ｆ均为常数ꎬ公式(１３)表明ꎬ白光ＬＥＤ光功率是关于驱动电流和热沉温度的函数ꎮ若已知驱动电流和热沉温度ꎬ可根据公式(１３)预测白光ＬＥＤ的光功率ꎮ３㊀色温漂移及非视觉生物效应分析３.１㊀光谱色温漂移分析相对色温(ＣｏｒｒｅｌａｔｅｄｃｏｌｏｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬＣＣＴ). All Rights Reserved.１５１８㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４０卷是评价白光品质的一个重要光学指标ꎬ其值主要取决于白光光谱中蓝光成分的比例(本文简称蓝白比)ꎮ当光谱蓝白比增大时ꎬ色温值将增大ꎬ白光向冷白方向漂移ꎻ反之色温减小ꎬ白光向暖白方向漂移[６ꎬ２０￣２１]ꎮ从前文分析可知ꎬ热沉温度和驱动电流会影响白光光谱中蓝光光谱和荧光光谱ꎬ因而可能改变光谱中的蓝光比例ꎬ引起色温漂移ꎮ设光谱蓝白比为ｋꎬ则有ｋ(ＩＦꎬＴ)＝Ｐｏｐｔꎬｂ(ｗ)Ｐｏｐｔꎬｗ＝ｆ(ａ１Ｔ＋ａ２)(ｃ１ＩＦ＋ｃ２)ｆ(ａ１Ｔ＋ａ２)(ｃ１ＩＦ＋ｃ２)＋ｅ(ｂ１Ｔ＋ｂ２)(ｄ１ＩＦ＋ｄ２)ꎬ(１４)可见ꎬ光谱蓝白比ｋ亦是关于驱动电流和热沉温度的函数ꎮ驱动电流或热沉温度的改变ꎬ不仅会引起白光ＬＥＤ光功率的变化ꎬ也会导致色温漂移ꎮ若已知白光ＬＥＤ的驱动电流和热沉温度变化情况ꎬ则可由公式(１４)评价光谱色温漂移趋势ꎮ将热沉温度５５ħ㊁电流２００~４５０ｍＡ及驱动电流３５０ｍＡ㊁热沉温度２５~８５ħ对应各工作点的光谱蓝白比ｋ与色温ＣＣＴ作相关性分析ꎬ如图５所示ꎮkC C T /K58500.285０．２８０0.2950.2905750570056000.300565058005900图５㊀测试白光ＬＥＤ光谱蓝白比ｋ与色温ＣＣＴ之间的关系Ｆｉｇ.５㊀ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｍｅａｓｕｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆｋａｎｄＣＣＴｆｏｒｗｈｉｔｅＬＥＤ可见ꎬ光谱蓝白比ｋ与光谱色温ＫＣＣＴ之间存在较高的线性相关度ꎬ设二者关系如下:ＫＣＣＴ＝ｇ１ｋ＋ｇ２ꎬ(１５)其中ｇ１㊁ｇ２均为常数ꎮ显然ꎬ光谱蓝白比ｋ的变化可以反映其色温漂移情况ꎮ３.２㊀光谱司辰节律因子变化分析光的非视觉生物效应主要通过本征感光视网膜神经节细胞(ＩｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｅｔｉｎａｌｇａｎｇｌｉｏｎｃｅｌｌꎬｉｐＲＧＣ)控制人体褪黑激素的分泌ꎬ进而参与人体生理节律的调节[２２]ꎮ司辰节律因子能反映光源对人体非视觉生物效应的影响ꎬ数值越大影响越大ꎬ其定义如下[２３￣２４]:ａｃｖ＝ʏ７８０３８０Ｐ(λ)Ｃ(λ)ｄλʏ７８０３８０Ｐ(λ)Ｖ(λ)ｄλꎬ(１６)其中ꎬａｃｖ为司辰节律因子(ＣＡＦ)ꎻＰ(λ)为光源的光谱功率分布ꎻＣ(λ)是由Ｇａｌｌ等提出的光谱生理响应曲线[２５]ꎬ峰值波长在４５０ｎｍ附近ꎻＶ(λ)为明视觉下的光谱光视效率函数ꎬ峰值波长为５５５ｎｍꎮＣ(λ)及Ｖ(λ)曲线如图６所示ꎬＣ(λ)主要覆盖蓝光波段ꎬ说明人体在该波段的生物敏感度较高ꎬ而Ｖ(λ)主要覆盖黄光波段ꎬ说明人体在该波段的视觉敏感度较高ꎮ白光光谱中的蓝光成分增加时ꎬ意味着白光光谱与生理响应曲线的重叠部分增加ꎬ光谱的司辰节律因子必然增大ꎬ此时光谱对人体的非视觉生物效应作用增强ꎮ很显然ꎬ光谱的蓝白比ｋ变化将导致司辰节律因子(ＣＡＦ)的变化ꎬｋ增大时ꎬＣＡＦ增大ꎬｋ减小时ꎬＣＡＦ也减小ꎮ姿/nmR e l a t i v e i n t e n s i t y0.85007006000.60.400.24001.0C (姿)V (姿)图６㊀光谱生理响应曲线Ｃ(λ)和明视觉光视效率曲线Ｖ(λ)Ｆｉｇ.６㊀Ｓｐｅｃｔｒａｌｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｃｕｒｖｅａｎｄｓｐｅｃｔｒａｌｌｕ￣ｍｉｎｏｕｓｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃｕｒｖｅ对热沉温度５５ħ㊁电流２００~４５０ｍＡ及驱动电流３５０ｍＡ㊁热沉温度２５~８５ħ各工作点的光谱蓝白比ｋ与司辰节律因子(ＣＡＦ)进行相关性分析ꎬ如图７所示ꎮ显然ꎬ光谱蓝白比ｋ与司辰节律因子(ＣＡＦ)之间同样存在较高的线性相关度ꎬ设二者关系如下:ａｃｖ＝ｈ１ｋ＋ｈ２ꎬ(１７)其中ｈ１㊁ｈ２均为常数ꎮ光谱蓝白比ｋ的变化反映. All Rights Reserved.㊀第１２期沈雪华ꎬ等:白光ＬＥＤ光谱特性及司辰节律因子１５１９㊀kＣＡＦ0.570.285０．２８０0.2950.2900.580.560.550.540.5３0.300图７㊀测试白光ＬＥＤ光谱蓝白比ｋ与司辰节律因子ＣＡＦ之间的关系Ｆｉｇ.７㊀ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｍｅａｓｕｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆｋａｎｄＣＡＦｆｏｒｗｈｉｔｅＬＥＤ了司辰节律因子的变化ꎬ因而可用于评价光谱产生的非视觉生物效应ꎮ由图５㊁图７及其分析表明ꎬ光谱蓝白比ｋ与色温ＣＣＴ及司辰节律因子(ＣＡＦ)均高度线性相关ꎮ因此ꎬ光谱色温ＣＣＴ和ＣＡＦ跟随温度及驱动电流的变化规律应与蓝白比ｋ的变化趋于一致ꎮ当驱动电流不变㊁温度升高时ꎬ色温值和司辰节律因子应增大ꎬ白光向冷白方向漂移ꎬ光谱的非视觉生物效应影响增强ꎮ当温度恒定㊁驱动电流增加时ꎬ色温值和司辰节律因子也应增大ꎬ白光向冷白方向漂移ꎬ光谱的非视觉生物效应影响亦增强ꎮ４㊀实验结果与分析本文通过ＨＡＡＳ￣２０００高精度快速光谱仪及专用积分球对ＹＡＧʒＣｅ荧光材料封装的白光ＬＥＤ进行光学测量ꎬ完成实验验证ꎮ其中恒流驱动由上位机控制软件控制ꎬ而ＬＥＤ恒温设置和调整则由ＣＬ￣２００温控装置实现ꎮ图８㊁９分别为白光ＬＥＤ在不同温度及不同电流驱动下对应光功率㊁蓝白比ｋ预测值和实测值对比情况ꎮ温度测试范围为２５~８５ħꎬ测试间隔为５ħꎻ电流测试范围为１５０~５００ｍＡꎬ测试间隔为５０ｍＡꎮ在图８(ａ)光功率预测数据中ꎬ１５０ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬ光功率为１９０.９１ｍＷꎬ若热沉温度升高到８５ħꎬ光功率降至１７４.３６ｍＷꎬ降低８.６７％ꎬ下降速率为０.２７５８ｍＷ/ħꎮ在５００ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬ光功率为５５８.５６ｍＷꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ光功率降至５１０.８３ｍＷꎬ降低８.５５％ꎬ下降速率为０.７９５５ｍＷ/ħꎮ在图８(ｂ)光功率实测数据中ꎬ１５０ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬ光功率为１８３.１９ｍＷꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ光功率降至１６９.３０ｍＷꎬ降低７.５８％ꎬ下降速率为０.２３１５ｍＷ/ħꎮ在５００ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬ光功率为５５３.６９ｍＷꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ光功率600500400300200100030253540455055606570758085150250350450T /℃O p t i c l p o w e r /m W（a ）600500400300200100030253540455055606570758085150250350450I /mAT /℃O p t i c l p o w e r /m W（b ）I /mA图８㊀白光ＬＥＤ光功率输出ꎮ(ａ)预测值ꎻ(ｂ)实测值ꎮＦｉｇ.８㊀ＯｐｔｉｃａｌｐｏｗｅｒｏｆｗｈｉｔｅＬＥＤ.(ａ)Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ.(ｂ)Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ.0.320.290.280.270.2630253540455055606570758085150250350450I /mAT /℃k（a ）0.300.290.280.270.2630253540455055606575708085150250350450I /mAT /℃k （b ）0.250.300.310.250.310.32图９㊀白光光谱蓝白比ｋꎮ(ａ)预测值ꎻ(ｂ)实测值ꎮＦｉｇ.９㊀Ｂｌｕｅ￣ｗｈｉｔｅｒａｔｉｏｋ.(ａ)Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ.(ｂ)Ｍｅａｓｕｒｅ￣ｍｅｎｔｓ.. All Rights Reserved.１５２０㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４０卷降至５０２.９１ｍＷꎬ降低９.１７％ꎬ下降速率为０.８４６３ｍＷ/ħꎮ㊀经计算ꎬ光功率预测值与实测值之间最大相对误差为４.２２％ꎬ平均相对误差为１.０５％ꎬ误差值较小ꎮ白光ＬＥＤ光功率对比图和数据分析均表明ꎬ白光功率预测值与实测值之间吻合度较高ꎬ由此验证了光功率预测模型的正确性ꎮ在图９(ａ)光谱蓝白比ｋ预测数据中ꎬ１５０ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬ蓝白比ｋ为０.２７０７ꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ则增大至０.２８７２ꎬ增幅为６.１０％ꎮ在５００ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬ蓝白比ｋ为０.２８７０ꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ则增大至０.３０４１ꎬ增幅为５.９６％ꎮ在图９(ｂ)光谱蓝白比ｋ实测数据中ꎬ１５０ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬ蓝白比ｋ为０.２７２３ꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ则增大至０.２９１６ꎬ增幅为７.０８％ꎮ在５００ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬ蓝白比ｋ为０.２８９１ꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ则增大至０.３０４０ꎬ增幅为５.１５％ꎮ经计算ꎬ蓝白比ｋ预测值与实测值之间最大绝对误差为０.００３８ꎬ平均绝对误差为０.００１１ꎬ最大相对误差为１.５４％ꎬ平均相对误差为０.３９％ꎮ图９和分析数据显示ꎬ光谱蓝白比预测值与实测值之间吻合度较高ꎬ验证了光谱蓝白比预测模型的正确性ꎮ根据光谱蓝白比ｋ的预测值及公式(１５)㊁(１７)ꎬ可进一步预测光谱色温ＣＣＴ和司辰节律因子的变化情况ꎬ分别如图１０㊁１１所示ꎮ在图１０(ａ)的光谱色温ＣＣＴ预测数据中ꎬ１５０ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬ色温为５４９２Ｋꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ则色温升高至５７１１Ｋꎬ光谱向冷白方向漂移ꎮ在５００ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬ色温为５７１０Ｋꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ色温升高至５９３６Ｋꎬ光谱亦向冷白方向漂移ꎮ在图１０(ｂ)的光谱色温ＣＣＴ实测数据中ꎬ１５０ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬ色温为５５３８Ｋꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ则色温升高至５７８７Ｋꎬ光谱向冷白方向漂移ꎮ在５００ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬ色温为５７３０Ｋꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ色温升高至５９４４Ｋꎬ光谱亦向冷白方向漂移ꎮ在图１１(ａ)司辰节律因子(ＣＡＦ)预测数据中ꎬ60005900580057005600540030253540455055606570758085150250350450I/mAT/℃CCT/K（a）550060005900580057005600540030253540455055606570758085150250350450I/mAT/℃CCT/K（b）5500图１０㊀白光光谱色温ＣＣＴꎮ(ａ)预测值ꎻ(ｂ)实测值ꎮＦｉｇ.１０㊀ＣＣＴｏｆｗｈｉｔｅｓｐｅｃｔｒｕｍ.(ａ)Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ.(ｂ)Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ.0.580.560.540.5030253540455055606570758085150250350450I/mAT/℃CAF（a）0.520.600.580.560.540.5030253540455055606570758085150250350450I/mAT/℃CAF（b）0.520.60图１１㊀白光光谱司辰节律因子(ＣＡＦ).(ａ)预测值ꎻ(ｂ)实测值ꎮＦｉｇ.１１㊀ＣＡＦｏｆｗｈｉｔｅｓｐｅｃｔｒｕｍ.(ａ)Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ.(ｂ)Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ.１５０ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬＣＡＦ为０.５０７８ꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ则ＣＡＦ增大为０.５４６３ꎬ光谱对人体的非视觉生物效应的影响增强ꎮ在５００ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬＣＡＦ为０.５４６１ꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ则ＣＡＦ增大为０.５８６０ꎬ光谱对人体的非视觉生物效. All Rights Reserved.㊀第１２期沈雪华ꎬ等:白光ＬＥＤ光谱特性及司辰节律因子１５２１㊀应的影响亦增强ꎮ在图１１(ｂ)司辰节律因子(ＣＡＦ)实测数据中ꎬ１５０ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬＣＡＦ为０.５１３１ꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ则ＣＡＦ增大为０.５５８４ꎬ光谱对人体的非视觉生物效应的影响增强ꎮ在５００ｍＡ恒流驱动下ꎬ热沉温度为２５ħ时ꎬＣＡＦ为０.５４８６ꎻ若热沉温度升高到８５ħꎬ则ＣＡＦ增大为０.５８５３ꎬ光谱对人体的非视觉生物效应的影响亦增强ꎮ经计算ꎬ色温ＣＣＴ预测值与实测值之间最大绝对误差为７５.６４Ｋꎬ平均绝对误差为１５.１０Ｋꎬ最大相对误差为１.３１％ꎬ平均相对误差为０.２６％ꎻ司辰节律因子预测值与实测值之间最大绝对误差为０.０１２０ꎬ平均绝对误差为０.００２７ꎬ最大相对误差为２.１５％ꎬ平均相对误差为０.４９％ꎮ图１０㊁１１及数据分析证明了光谱蓝白比ｋ㊁色温ＣＣＴ和司辰节律因子(ＣＡＦ)三者之间的高度相关性ꎬ同时验证了公式(１５)和(１７)的正确性ꎮ５㊀结㊀㊀论本文结合理论分析和实验测试ꎬ研究了白光ＬＥＤ的光￣电￣热特性ꎮ通过控制热沉温度和驱动电流ꎬ讨论了温度和电流对白光中的蓝光光谱和荧光光谱的影响ꎬ建立了白光ＬＥＤ光功率预测模型ꎮ通过白光光谱成分变化ꎬ讨论了光谱蓝白比(蓝光光谱光功率与白光光谱光功率的比值)与温度㊁电流的关系ꎬ并建立光谱蓝白比ｋ预测模型ꎮ相关性分析显示了光谱蓝白比ｋ与色温ＣＣＴ及司辰节律因子(ＣＡＦ)高度相关ꎬ光谱色温漂移及非视觉生物效应与蓝白比ｋ的变化趋于一致ꎮ实验结果显示ꎬ白光ＬＥＤ光功率预测值的最大相对误差为４.２２％ꎬ平均相对误差为１.０５％ꎻ蓝白比ｋ预测值的最大相对误差为１.５４％ꎬ平均相对误差为０.３９％ꎻ色温ＣＣＴ预测值的最大相对误差为１.３１％ꎬ平均相对误差为０.２６％ꎻ司辰节律因子ＣＡＦ预测值的最大相对误差为２.１５％ꎬ平均相对误差为０.４９％ꎮ验证了所提出的预测模型及其建立过程的正确性ꎮ同时ꎬ实际光谱中蓝白比ｋ㊁色温ＣＣＴ和司辰节律因子(ＣＡＦ)分布及变化规律一致ꎬ表明了由光谱蓝白比评价光谱色温漂移和非视觉生物效应的合理性ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[１]ＮＩＡＮＬＸꎬＰＥＩＸＭꎬＺＨＡＯＺＬꎬｅｔａｌ..Ｒｅｖｉｅｗｏｆｏｐｔｉｃａｌｄｅｓｉｇｎｓｆｏｒｌｉｇｈｔ￣ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｐａｃｋａｇｉｎｇ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓ.Ｃｏｍｐｏｎ.Ｐａｃｋａｇ.Ｍａｎｕｆ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０１９ꎬ９(４):６４２￣６４８.[２]ＬＵＯＸＢꎬＨＵＲꎬＬＩＵＳꎬｅｔａｌ..Ｈｅａｔａｎｄｆｌｕｉｄｆｌｏｗｉｎｈｉｇｈ￣ｐｏｗｅｒＬＥＤｐａｃｋａｇｉｎｇａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].Ｐｒｏｇ.ＥｎｅｒｇｙＣｏｍｂｕｓｔ.Ｓｃｉ.ꎬ２０１６ꎬ５６:１￣３２.[３]ＭＡＹＰꎬＳＵＮＪꎬＬＵＯＸＢ.Ｍｕｌｔｉ￣ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｐｈｏｓｐｈｏｒｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎﬂｕｏｒｅｓｃｅｎｔｒａｄｉａｔｉｖｅｔｒａｎｓｆｅｒｅｑｕａｔｉｏｎｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｒｅ￣ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ[Ｊ].Ｊ.Ｌｕｍｉｎ.ꎬ２０１９ꎬ２０９:１０９￣１１５.[４]ＫＷＯＮＳＢꎬＪＥＯＮＧＳＧꎬＣＨＯＩＳＨꎬｅｔａｌ..Ｄｅｓｉｇｎｏｆｂｉｎｄｅｒ￣ｆｒｅｅｐｈｏｓｐｈｏｒｐａｓｔｅｆｏｒｗａｒｍｗｈｉｔｅＬＥＤｓ[Ｊ].Ｏｐｔ.Ｍａｔｅｒ.ꎬ２０１８ꎬ８４:１８４￣１８８.[５]钟文姣ꎬ魏爱香ꎬ招瑜.结温对ＧａＮ基白光ＬＥＤ光学特性的影响[Ｊ].发光学报ꎬ２０１３ꎬ３４(９):１２０３￣１２０７.ＺＨＯＮＧＷＪꎬＷＥＩＡＸꎬＺＨＡＯＹ.ＤｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆＧａＮ￣ｂａｓｅｄｗｈｉｔｅＬＥＤｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｊｕｎｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ[Ｊ].Ｃｈｉｎ.Ｊ.Ｌｕｍｉｎ.ꎬ２０１３ꎬ３４(９):１２０３￣１２０７.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[６]ＣＨＥＮＨＴꎬＨＵＩＳＹ.Ｄｙｎａｍｉｃｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｃｏｌｏｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｃｏｌｏｒｒｅｎｄｅｒｉｎｇｉｎｄｅｘｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒ￣ｃｏａｔｅｄｗｈｉｔｅｌｉｇｈｔ￣ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓ.Ｉｎｄ.Ｅｌｅｃｔｒｏｎ.ꎬ２０１４ꎬ６１(２):７８４￣７９７.[７]ＷＡＮＧＸＸꎬＪＩＮＧＬꎬＷＡＮＧＹꎬｅｔａｌ..ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｊｕｎｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆＬＥＤｏｎｔｈｅｌｉｆｅｔｉｍｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄａｇｉｎｇｔｅｓｔ[Ｊ].ＩＥＥＥＡｃｃｅｓｓꎬ２０１９ꎬ７:４７７３￣４７８１.[８]ＢＥＲＭＡＮＳＭ.Ａｎｅｗｒｅｔｉｎａｌｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒｓｈｏｕｌｄａｆｆｅｃｔｌｉｇｈｔｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅ[Ｊ].Ｌｉｇｈｔ.Ｒｅｓ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２００８ꎬ４０(４):３７３￣３７６.[９]郑莉莉ꎬ郭自泉ꎬ严威ꎬ等.三基色白光ＬＥＤ的司辰节律因子研究[Ｊ].发光学报ꎬ２０１６ꎬ３７(１１):１３８４￣１３８９.ＺＨＥＮＧＬＬꎬＧＵＯＺＱꎬＹＡＮＷꎬｅｔａｌ..ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｃｉｒｃａｄｉａｎａｃｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｏｆＲＧＢｗｈｉｔｅＬＥＤｓ[Ｊ].Ｃｈｉｎ.Ｊ.Ｌｕ￣ｍｉｎ.ꎬ２０１６ꎬ３７(１１):１３８４￣１３８９.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１０]宋丽妍ꎬ李俊凯ꎬ牟同升.以发光二极管为背光源的平板显示对人体非视觉的影响[Ｊ].光子学报ꎬ２０１３ꎬ４２(７): . All Rights Reserved.１５２２㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４０卷７６８￣７７１.ＳＯＮＧＬＹꎬＬＩＪＫꎬＭＯＵＴＳ.Ｎｏｎ￣ｖｉｓｕａｌｅｆｆｅｃｔｓｏｆｆｌａｔｐａｎｅｌｄｉｓｐｌａｙｗｉｔｈｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｂａｃｋｌｉｇｈｔｏｎｈｕｍａｎ[Ｊ].ＡｃｔａＰｈｏｔｏｎ.Ｓｉｎｉｃａꎬ２０１３ꎬ４２(７):７６８￣７７１.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１１]鲁玉红ꎬ王毓蓉ꎬ金尚忠ꎬ等.不同波长蓝光ＬＥＤ对人体光生物节律效应的影响[Ｊ].发光学报ꎬ２０１３ꎬ３４(８):１０６１￣１０６５.ＬＵＹＨꎬＷＡＮＧＹＲꎬＪＩＮＳＺꎬｅｔａｌ..ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｂｌｕｅＬＥＤｏｎｈｕｍａｎｏｐｔｉｃａｌｂｉｏｒｈｙｔｈｍｅｆｆｅｃｔ[Ｊ].Ｃｈｉｎ.Ｊ.Ｌｕｍｉｎ.ꎬ２０１３ꎬ３４(８):１０６１￣１０６５.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１２]陈仲林ꎬ李毅ꎬ杨春宇ꎬ等.道路照明中的光生物效应研究[Ｊ].照明工程学报ꎬ２００７ꎬ１８(３):１￣５.ＣＨＥＮＺＬꎬＬＩＹꎬＹＡＮＧＣＹꎬｅｔａｌ..Ｓｔｕｄｙｏｎｐｈｏｔｏｂｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｏｆｒｏａｄｌｉｇｈｔｉｎｇ[Ｊ].Ｃｈｉｎ.Ｉｌｌｕｍｉｎ.Ｅｎｇ.Ｊ.ꎬ２００７ꎬ１８(３):１￣５.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１３]陈仲林ꎬ胡英奎ꎬ翁季.用司辰视觉研究道路照明安全[Ｊ].照明工程学报ꎬ２００７ꎬ１８(１):３１￣３４.ＣＨＥＮＺＬꎬＨＵＹＫꎬＷＥＮＧＪ.Ｓｔｕｄｙｏｎｒｏａｄｌｉｇｈｔｉｎｇｓａｆｅｔｙｗｉｔｈｃｉｔｏｐｉｃ[Ｊ].Ｃｈｉｎ.Ｉｌｌｕｍｉｎ.Ｅｎｇ.Ｊ.ꎬ２００７ꎬ１８(１):３１￣３４.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１４]肖华ꎬ吕毅军ꎬ徐云鑫ꎬ等.传统白光ＬＥＤ与远程荧光粉白光ＬＥＤ的发光性能比较[Ｊ].发光学报ꎬ２０１４ꎬ３５(１):６６￣７２.ＸＩＡＯＨꎬＬＹＵＹＪꎬＸＵＹＸꎬｅｔａｌ..ＴｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｌｕｍｉｎｏｕｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｐａｃｋａｇｉｎｇＬＥＤａｎｄｒｅｍｏｔｅｐｈｏｓｐｈｏｒＬＥＤ[Ｊ].Ｃｈｉｎ.Ｊ.Ｌｕｍｉｎ.ꎬ２０１４ꎬ３５(１):６６￣７２.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１５]ＬＩＮＣＣꎬＺＨＥＮＧＹＳꎬＣＨＥＮＣＨꎬｅｔａｌ..ＩｍｐｒｏｖｉｎｇｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｗｈｉｔｅＬＥＤｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙａｂｌｕｅＬＥＤｃｈｉｐｗｉｔｈｙｅｌｌｏｗ/ｒｅｄｐｈｏｓｐｈｏｒｓ[Ｊ].Ｊ.Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.ꎬ２０１０ꎬ１５７(９):Ｈ９００￣Ｈ９０３.[１６]ＧＲＩＬＬＯＴＰＮꎬＫＲＡＭＥＳＭＲꎬＺＨＡＯＨＭꎬｅｔａｌ..ＳｉｘｔｙｔｈｏｕｓａｎｄｈｏｕｒｌｉｇｈｔｏｕｔｐｕｔｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆＡｌＧａＩｎＰｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉ￣ｏｄｅｓ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓ.ＤｅｖｉｃｅＭａｔｅｒ.Ｒｅｌｉａｂ.ꎬ２００６ꎬ６(４):５６４￣５７４.[１７]ＬＩＪＳꎬＴＡＮＧＹꎬＬＩＺＴꎬｅｔａｌ..Ｅｆｆｅｃｔｏｆｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｃａｔｔｅｒｉｎｇａｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｗｈｉｔｅｌｉｇｈｔ￣ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓ.ＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖ.ꎬ２０１８ꎬ６５(７):２８７７￣２８８４.[１８]ＰＵＲＳＩＡＩＮＥＮＯꎬＬＩＮＤＥＲＮꎬＪＡＥＧＥＲＡꎬｅｔａｌ..Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｇｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｉｎｔｈｅｏｐｔｉｃａｌａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒ￣ｉｓｔｉｃｓｏｆｌｉｇｈｔ￣ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ[Ｊ].Ａｐｐｌ.Ｐｈｙｓ.Ｌｅｔｔ.ꎬ２００１ꎬ７９(１８):２８９５￣２８９７.[１９]ＣＨＥＮＨＴꎬＬＥＥＡＴＬꎬＴＡＮＳＣꎬｅｔａｌ..Ｄｙｎａｍｉｃｏｐｔｉｃａｌｐｏｗｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｌｉｇｈｔ￣ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓｂａｓｅｄｏｎａｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓｙｓｔｅｍａｎｄｐｈｏｔｏ￣ｅｌｅｃｔｒｏ￣ｔｈｅｒｍａｌｔｈｅｏｒｙ[Ｊ].ＩＥＥＥＴｒａｎｓ.ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎ.ꎬ２０１９ꎬ３４(１０):１００５８￣１００６８.[２０]周锦荣ꎬ陈焕庭ꎬ周小方.白光ＬＥＤ色温的非线性动态预测模型[Ｊ].发光学报ꎬ２０１６ꎬ３７(１):１０６￣１１１.ＺＨＯＵＪＲꎬＣＨＥＮＨＴꎬＺＨＯＵＸＦ.Ｎｏｎｌｉｎｅａｒｄｙｎａｍｉｃｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｗｈｉｔｅｌｅｄｃｏｌｏｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ[Ｊ].Ｃｈｉｎ.Ｊ.Ｌｕ￣ｍｉｎ.ꎬ２０１６ꎬ３７(１):１０６￣１１１.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[２１]ＹＥＨＹꎬＫＯＨＳＷꎬＹＵＡＮＣꎬｅｔａｌ..Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ￣ｔｈｅｒｍａｌ￣ｌｕｍｉｎｏｕｓ￣ｃｈｒｏｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒ￣ｃｏｎｖｅｒｔｅｄｗｈｉｔｅｌｉｇｈｔ￣ｅｍｉｔ￣ｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ[Ｊ].Ａｐｐｌ.Ｔｈｅｒｍ.Ｅｎｇ.ꎬ２０１４ꎬ６３(２):５８８￣５９７.[２２]ＧＵＯＺＱꎬＬＩＵＫꎬＺＨＥＮＧＬＬꎬｅｔａｌ..Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｒｅｅ￣ｈｕｍｐｐｈｏｓｐｈｏｒ￣ｃｏａｔｅｄｗｈｉｔｅｌｉｇｈｔ￣ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓｆｏｒｈｅａｌｔｈｙｌｉｇｈｔｉｎｇｂｙｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ[Ｊ].ＩＥＥＥＰｈｏｔｏｎ.Ｊ.ꎬ２０１９ꎬ１１(１):８２００１１０.[２３]ＧＡＬＬＤꎬＬＡＰＵＥＮＴＥＶ.Ｂｅｌｅｕｃｈｔｕｎｇｓｒｅｌｅｖａｎｔｅａｓｐｅｋｔｅｂｅｉｄｅｒａｕｓｗａｈｌｅｉｎｅｓｆöｒｄｅｒｌｉｃｈｅｎｌａｍｐｅｎｓｐｅｋｔｒｕｍｓ[Ｊ].Ｌｉｃｈｔꎬ２００２ꎬ５４(７￣８):８６０￣８７１.[２４]ＢＥＬＬＩＡＬꎬＳＥＲＡＣＥＮＩＭ.Ａｐｒｏｐｏｓａｌｆｏｒａｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｃｉｒｃａｄｉａｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｓ[Ｊ].Ｌｉｇｈｔ.Ｒｅｓ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０１４ꎬ４６(５):４９３￣５０５.[２５]ＧＡＬＬＤ.Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｃｉｒｃａｄｉａｎｒａｄｉａｔｉｏｎｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ[Ｃ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＬｉｃｈｔａｎｄＧｅｓｕｎｄｈｅｉｔꎬＢｅｒｌｉｎꎬ２００４.沈雪华(１９８９－)ꎬ女ꎬ福建漳州人ꎬ博士ꎬ讲师ꎬ２０１６年于重庆大学获得博士学位ꎬ主要从事智能检测与控制㊁半导体照明技术等方面的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｆｊ＿ｓｘｈ３９＠１６３.ｃｏｍ陈焕庭(１９８２－)ꎬ男ꎬ福建漳州人ꎬ博士ꎬ教授ꎬ２０１０年于厦门大学获得博士学位ꎬ主要从事半导体照明技术等方面的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｈｔｃｈｅｎ２３＠ｑｑ.ｃｏｍ. All Rights Reserved.。

白光led参数

白光led参数
摘要：
1.白光LED 的简介
2.白光LED 的参数
3.白光LED 参数的选购标准
4.白光LED 参数的影响因素
5.白光LED 参数的优化方法
正文：
白光LED，即白光发光二极管，是一种能发出白光的半导体器件。

白光LED 的参数包括光通量、色温、显色指数、发光效率等，这些参数影响着白光LED 的性能和应用效果。

光通量是白光LED 的主要参数之一，它是指LED 发出的光的总量，单位为流明（lm）。

光通量越大，LED 的亮度越高。

色温是描述白光LED 光线颜色的参数，单位为开尔文（K）。

色温越高，光线颜色越偏蓝；色温越低，光线颜色越偏红。

显色指数是衡量白光LED 对物体颜色还原能力的参数，越高表示还原能力越强。

发光效率是指白光LED 将电能转化为光能的效率，单位为流明/瓦特（lm/W）。

发光效率越高，LED 的能效比越高。

在选购白光LED 时，应根据实际应用需求选择合适的参数。

例如，用于照明的LED，应选择色温适中、光通量较高、显色指数较高的产品；用于显示的LED，应选择发光效率较高、色彩饱和度较高的产品。

白光LED 参数的影响因素主要包括LED 芯片、封装材料和驱动电路。

优质的LED 芯片和封装材料可以提高白光LED 的参数；合适的驱动电路可以保证白光LED 的稳定工作和长寿命。

为了优化白光LED 参数，可以采用以下方法：选择高品质的LED 芯片和封装材料，提高LED 的制作工艺，设计合理的驱动电路，以及进行严格的品质控制和测试。

LED工作原理

1、LED发光工作原理：LED发光二极管是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化成光能。

它和其他半导体器件一样，都是由一个P-N结组成，也具有单向导电性。

在给LED加上正向电压时N区的电子会被推向P区，在P区与空穴复合，P区空穴被推向N区，在N区里电子和空穴复合，然后以光子的形式发出能量。

P-N结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。

3、LED芯片的封装结构分类：Chip结构：又分为单极芯片封装结构和双极芯片封装结构。

单极芯片封装结构是芯片负极通过银胶与PCB板铜箔链接，正极通过铝线绑定与PCB铜箔相连接。

主要用于底背光。

双极芯片封装结构芯片正负极均通过铝线绑定与PCB铜箔相连接。

SMD结构：（表面贴装器件）：SMD是将芯片采用回流焊的形式焊接在一个小的PCB板上，厂商提供的都是4.0x4.0mm的焊盘并用树脂固定的LED。

常用于侧背光和彩屏产品。

LAMP结构：原理同SMD封装原理雷同，只是外形结构有差异，它主要是有两个支架PIN脚。

亮度范围100—1500mcd，主要用于侧背光产品。

4封装技术的发展趋势（1）采用大面积芯片封装（2）开发新的封装材料（3）多芯片集成封装（4）平面模块化封装LED的主要问题LED的结温由于目前芯片技术的限制，LED的光电转换效率有待提高，在发光的同时，大约有60%的电能转化为热能释放掉，这就要求在应用LED时要做好散热工作。

以确保LED的正常使用。

当LED结温升高时，器件的光通量会逐渐降低，而当温度降低时，光通量会增大，一般情况下，这种变化是可逆和可恢复的。

高温下还会对器件性能产生变化，一般来说结温越高，器件性能衰减就越快，在发光波长中，发光的主波长会向长波方向飘移，约0.2—0.3nm/℃因此在使用LED器件时做好散热是必要条件。

LED的结温量当然在做好散热的同时我们也需要知道LED产生的结温量是多少？下面我们可以通过一个公式来计算：Rjc=（Tj-Tc）/PdRjc：在选定一个LED以后，从数据中查到起Rjc；Tj：为结温；Tc：为LED散热垫温度；Pd：Pd与LED的正向压降Vf及LED的正向电流的关系为：Pd=Vf×If；LED的散热方法：良好的散热设计主要出于以下考虑：（1）提高LED效率、提高电流、LED芯片要有更高结温；（2）LED光学性能提高及较高的可靠性，都依赖于芯片的结温。

白光led参数

白光led参数摘要：一、白光LED 简介1.白光LED 的定义2.白光LED 的发光原理二、白光LED 的主要参数1.光通量2.色温3.显色指数4.寿命5.驱动电压三、白光LED 参数对性能的影响1.光通量与亮度的关系2.色温对观感的影响3.显色指数与色彩还原的关系4.寿命与使用成本5.驱动电压与稳定性的关系四、白光LED 的应用领域1.照明应用2.显示应用3.背光应用4.车灯应用正文：白光LED 是一种能够发射白光的半导体器件，其发光原理是通过蓝光LED 激发荧光粉来产生。

白光LED 具有高效、节能、环保、长寿命等优点，已经广泛应用于各个领域。

在评价白光LED 性能时，通常会关注以下几个主要参数：1.光通量：表示光源在单位时间内发射的光的总能量，单位为流明（lm）。

光通量越高，表示LED 的亮度越大。

2.色温：表示光的颜色，通常用开尔文（K）表示。

色温越低，光的颜色越暖；色温越高，光的颜色越冷。

适当的色温可以提高视觉效果和舒适度。

3.显色指数：表示光源对颜色的还原能力，通常用CRI（Color Rendering Index）表示。

显色指数越高，表示光源对颜色的还原越好。

4.寿命：表示LED 能够正常工作的时间，单位为小时（h）。

寿命越长，表示LED 的使用成本越低。

5.驱动电压：表示LED 正常工作所需的电压。

驱动电压合适，可以保证LED 的稳定性和使用寿命。

白光LED 的参数对性能的影响显著。

例如，光通量与亮度成正比，直接关系到LED 的亮度；色温影响人们对光的舒适度和氛围的感知；显色指数决定LED 在照明、显示等应用中对颜色的还原能力；寿命则关系到LED 的使用成本和环保问题；驱动电压则决定LED 的稳定性和使用寿命。

白光LED 广泛应用于照明、显示、背光、车灯等领域。

在照明领域，白光LED 可用于室内外照明，如家居照明、道路照明、商业照明等；在显示领域，白光LED 可用于显示屏、投影仪等设备；在背光领域，白光LED 可用于电视、手机、平板等设备的背光；在车灯领域，白光LED 可用于车前灯、刹车灯、示宽灯等。

白光LED的特性参数

白光LED的特性参数从目前的LED产品的机理和结构来看,以下几个方面是用来衡量LED优劣的特性参数。

(1)白光LED电流/电压参数(正、反向)LED的电性能具有典型的PN结伏安特性,不同的电流直接影响LED的发光亮度和PN结的结温.在照明应用中,为了获得大功率的LED灯,往往将许多个发光二极管通过一定的串并联方式组合在一起,相关的各个LED的特性必须匹配,在交流工作状态还必须考虑其反向电特性,因此必须测试它们在工作点上的正向电流和正向压降,以及反向漏电流和反向击穿电压等参数。

(2)白光LED光通量和辐射通量发光二极管单位时间内发射的总电磁能量称为辐射通量,也就是光功率(W).对于照明用LED光源,我们更关心的是照明的视觉效果,即光源发射的辐射通量中能引起人眼感知的那部分当量,称作为光通量ΦV(1m).辐射通量与器件的电功率之比表示LED的辐射效率;光通量与器件的电度指在给定方向上单位立体角内所发射的光通量:I= dΦ/dΩ(cd)(2-1)光强分布曲线如图1所示,是表示LED发光在空间各方向的分布状态.在照明应用中计算工作面的照度均匀性和LED灯的空间布置,光强分布是最基本的数据.对于空间光束为旋转对称型分布的LED,用一个过光束轴平面上的曲线表示即可.对光束为椭圆形分布的LED,则用过光束轴及椭圆形长短轴的两个垂直平面上的曲线来表示.对于非对称的复杂图形,一般用过光束轴的六个以上截面的平面曲线来表示.发光角(或光束角)通常用半强度角θ1/2表示,即在光强分布图中光强大于等于峰值光强1/2时所包含的光束角度.(4)白光LED光谱功率分布LED的光谱功率分布表示辐射功率随波长的变化函数,它既确定了发光的颜色,也确定了它的光通量以及它的显色指数.通常用相对光谱功率分布S(λ)表示,光谱功率沿峰值两边下降到其值的50%时,所对应的两个波长之差Δλ＝λ2-λ1,即为光谱带.(5)白光LED色品坐标选三原色红(R)、绿(G)、蓝(B).X=R/(R+G+B),Y=G/(R+G+B),Z=B/(R+G+B) (2-2)由于X+Y+Z=1,所以只用给出X和Y的值,就能唯一地确定一种颜色.这就是通常所说的色度图,为了使坐标值能直接表示亮度大小,国际照明协会规定采用另一种色度坐标X、Y、Z,与R、G、B间存在线性换算关系.若以x、y作为平面坐标系,将自然界中的各种彩色按比色实验法测出其x、y数值,并绘在该坐标平面内,便可得到图2-1所示的色度图.该色度图边沿舌形曲线上的任一点都代表某一波长光的色调,而曲线内的任一点均表示人眼能看到的某一种混合光的颜色.其中白光区域的特征点A、B、C、D65、E的坐标值和色温见表2-1.表2-1 特征点对应的色坐标值和色温光源点X坐标Y坐标色温(K)A 0.4476 0.4074 2854B 0.3484 0.3516 4800C 0.3101 0.3162 6800D65 0.313 0.329 6500E 0.3333 0.3333 5500(6)白光LED色温和显色指数对于白光LED等发光颜色基本为“白光”的光源用色品坐标可以准确地表达该光源的表观颜色.但具体的数值很难与习惯的光色感觉联系在一起.人们经常将光色偏橙红的称为“暖色”,比较炽白或稍偏兰的称为“冷色”,因此用色温来表示光源的光色会更加直观.光源的发光颜色与在某一温度下黑体辐射的颜色相同时,则称黑体的温度为该光源的色温(color temperature) T,单位为开(K).对于白光LED,其发光颜色往往与各种温度下的黑体(完全辐射体)的色品坐标都不可能完全相同,这时就不能用色温表示.为了便于比较,而采用相关色温(CCT)的概念.也就是当光源的色品与完全辐射体在某一温度下的色品最接近,即在1960CIE-UCS色品图上的色品差最小时,则该完全辐射体的温度称为该光源的相关色温R1.用于照明工程的LED,尤其是白光LED,除表现颜色外,更重要的特性往往是周围的物体在LED光照明下所呈现出来的颜色与该物件在完全辐射(如日光)下的颜色是否一致,即所谓的显色特性.1974年CIE推荐了用“试验色”法来定量评价光源显色性的方法,它是测量参照光源照明下和待测光源照明下标准样品的总色位移量为基础来规定待测光源的显色性,用一个显色指数值来表示.CIE规定用完全辐射体或标准照明体D作为参照光源,并将其显色指数定为100,还规定了若干测试用的标准色样.根据在参照光源下和待测光源下,上述标准色样形成的色差来评定待测光源显色性的好坏.光源对某一种标准色样品的显色指数称为特殊显色指数R1.R1=100-4.6△Ei (2-3)式中△Ei为第i号标准色样在参照光源下和待测光源下的色差.CIE推荐的标准色样共有14种.其1-8号为中等饱和度、中等明度的常用代表性色调样品,第9至14号样品包括红、黄、绿、蓝等几种饱和色、欧美的皮肤色和树叶绿色.在一些特殊场合使用的LED光源,必须考核其特殊的显色指数.1985年国家制定了“光源显色性评价方法”标准,并增加了中国人女性肤色的色样,作为第十五种标准色样.这对于评价在电视演播室、商场、美容场所等照明用LED光源的显色性尤为重要.光源对前8个颜色样品的平均显色指数称为一般显色指数Ra.(7)白光LED热性能照明用LED发光效率和功率的提高是当前LED产业发展的关键问题之一,与此同时,LED的PN结温度及壳体散热问题显得尤为重要,一般用热阻、壳体温度、结温等参数表示.(8)白光LED辐射安全目前,国际电工委员会IEC将LED产品等同于半导体激光器的要求进行辐射的安全测试和论证.因LED是窄光束、高亮度的发光器件,考虑到其辐射可能对人眼视网膜的危害,因此,对于不同场合应用的LED,国际标准规定了其有效辐射的限值要求和测试方法.目前在欧盟和美国,照明LED产品的辐射安全作为一项强制性的安全要求执行.(9)白光LED可靠性和寿命可靠性指标是衡量LED在各种环境中正常工作的能力.在液晶背光源和大屏幕显示中特别重要.寿命是评价LED产品可用周期的质量指标,通常用有效寿命或终了寿命表示.在照明应用中,有效寿命是指LED在额定功率条件下,光通量衰减到初始值的规定百分比时所持续的时间.1)平均寿命一批LED同时点亮,当经过一段时间后,LED不亮达到50%时所用的时间.2)经济寿命在同时考虑LED损坏以及光输出衰减的状况下,其综合输出减至一特定比例时的小时数.此比例用于室外光源为70%,用于室内光源为80%.。

白光LED如何调色和调比例

白光LED如何高速准确地调色和调比例LED白光的发展速度和往后在生活上的影响（未来前景），一般业内人事都心知肚明，我就不哆嗦了，白光最有前途但最复杂，现就LED白光上第一道难关：如何快速的调准色温和调配比进行个人自述：1，如何准确选荧光粉：一般客户只会给一个出货格规，当然色温范围是一定要有的，其次就是IV（亮度）范围值，一般作出口的产品CRI（显色指数）值也有要求，当然国内比较讲究的客户也对CRI值有要求。

现就举例说明：若一客户需要5050正白色温5500-6500，亮度5000mcd以上。

CRI要求80以上。

看到这规格，第一步：选晶片，晶片波段最好选450-452.5nm这段晶片在荧光粉的激发下亮度发挥得最高，第二步：选粉，把CIE图打开，将自已选要的色温范围诱在CIE图上，然后将colour temp(K)诱上去，看看是不是在能源区内，如此在CIE图上将你的晶片值那里引一条曲线，这条曲线及要穿过你所要的色温区又要贴近那条colour temp(K)线，如此曲线最终落在CIE右边黄色部分就是你要选的荧光粉的波段（大概而已），这些图我都有，如有需要的朋友可以QQ找我要，现正白一般都选560nm左右的荧光粉。

2：如何速调配比要想快速调出你想要的色温，本人自已想了一些小法子，下面就一步一步地往下说：先根据以前配正白的经验5050，5%比例配一个（以前可以配出），3%和7%各配一个（以防晶片波段有偏差）。

三种同时配好后，用同气压和时间点各点一到2颗材料。

不烘烤马上进行测试，拿流明638测试机来说，测试前一定要效准机。

将三种配比的数据测出来后诱在CIE图上，这三组数据联接起来一定能描出一条斜线，此时需要注意的是：是否斜线穿过你想要的色温区，是：那证明你的荧光粉选对了（数据点落不落在色区不要紧，只要斜线有穿过就够了），否：证明你粉选择失败，不过不要紧，还可以往下看，如果斜线落在色区上，证明你的粉的波长选低了，则需要选更高一点红或褐的粉，加在黄粉中混合用（混合粉粉粉比例需求救的也可以QQ我），若斜线落在色区以下，证明你的粉波长选高了。

白光LED的特性参数

白光LED的特性参数从目前的LED产品的机理和结构来看,以下几个方面是用来衡量LED优劣的特性参数。

白光led参数

白光led参数
摘要：
1.白光LED 的简介
2.白光LED 的参数
2.1 色温
2.2 亮度
2.3 光效
2.4 显色指数
2.5 寿命
正文：
一、白光LED 的简介
白光LED，即白色光发射二极管，是一种能够发射白光的半导体器件。

相较于传统的白炽灯和荧光灯，白光LED 灯具有更高的光效、更低的能耗、更长的寿命以及更小的体积等优点，因此在照明领域得到了广泛的应用。

二、白光LED 的参数
1.色温
色温是描述白光LED 光线颜色的一个重要参数，通常以单位“开尔文(K)”表示。

不同的色温对应着不同的光线颜色，通常分为暖白光、中性白光和冷白光。

暖白光的色温在2700K-3500K 之间，中性白光的色温在4000K-5000K 之间，冷白光的色温在5500K-6500K 之间。

2.亮度
亮度是指白光LED 在一定方向上的发光强度，单位为“勒克斯(lx)”或“烛光(cd)”。

亮度越高，表示白光LED 发出的光线越亮。

3.光效
光效是指白光LED 将电能转化为光能的效率，单位为“流明/瓦特(lm/W)”。

光效越高，表示白光LED 的能耗越低，更加节能环保。

4.显色指数
显色指数是评价白光LED 对物体颜色还原能力的一个参数，通常用“显色指数(Ra)”表示。

显色指数越高，表示白光LED 对物体颜色的还原能力越强，能够更好地呈现物体的真实颜色。

5.寿命
寿命是指白光LED 从开始使用到失去使用价值所需的时间，通常以“小时”为单位。

寿命越长，表示白光LED 的使用寿命越长，更加耐用。

白光LED的发光原理及其制造工艺

白光LED的发光原理及其制造工艺1.1 LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光：注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来。

LED的核心是一个半导体的晶片，晶片附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。

跟一般的二极管一样，LED 半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面的载流子以空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边多数载流子主要是电子。

但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。

当PN结加反向电压时，少数载流子难以注入，LED故不发光。

而当PN结加正向电压时，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，这个复合过程会释放出能量，即以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。

而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关，目前广泛使用的单色LED有红、绿、蓝三种。

由于LED 工作电压低（仅1.5-3V），能主动发光且有一定亮度，亮度又能用电压（或电流）调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长（10万小时），所以，LED是理想的光源[1]。

大功率LED又是LED的一种，相对于小功率LED来说，大功率LED单颗功率更高，亮度更亮，价格更高。

小功率LED额定电流都是20mA，额定电流高过20mA[2]的基本上都可以算作大功率。

一般功率数有：0.25w、0.5w、1w、3w、5w、8w、10w等等。

对于一般照明应用而言，人们更需要的是白色的光源。

在工艺结构上，白光LED通常采用两种方法形成。

第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光。

1998年白光的LED开发成功。

这种白光LED就是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。

GaN芯片发蓝光（λp=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射[3]，峰值550nm。

白色led原理

白色led原理
白色LED原理
白色LED，即白光发光二极管，是一种能够发出白光的半导体器件。

它的原理是通过将蓝光LED和黄色荧光粉结合在一起来实现白光发光。

在白色LED的发展过程中，不断有新的技术被引入，使得白光LED的亮度、效率和颜色纯度得到了不断提高。

白色LED的工作原理可以简单地概括为：当通电时，LED芯片中的半导体材料会发生电子与空穴的复合，释放出能量。

这些能量会激发荧光粉发出黄光，同时LED芯片本身也会发出蓝光。

通过调节荧光粉的配比和LED的结构，可以使得混合后的光呈现出白光。

在白色LED中，蓝光LED起到了关键作用。

蓝光LED的发明是白光LED出现的重要契机，因为蓝光LED可以通过激发黄色荧光粉来产生白光。

而黄色荧光粉的作用是将一部分蓝光转换为黄光，从而达到白光的效果。

这种蓝光激发黄光的方法，使得白光LED的发光效率得到了大幅提高。

除了蓝光LED和黄色荧光粉，有时还会加入绿色荧光粉来调节白光LED的色温。

通过合理的配比，可以使得白光LED发出的光线更加接近自然光，从而满足不同场合的照明需求。

白色LED的应用非常广泛，可以用于室内照明、汽车照明、显示屏、指示灯等领域。

由于白色LED具有高效、长寿命、环保等优点，因
此受到了越来越多人的青睐。

总的来说，白色LED的原理是通过蓝光LED和荧光粉的结合来实现白光发光。

通过不断的技术创新和改进，白色LED的性能不断提升，为人们的生活带来了便利。

随着科技的不断进步，相信白色LED在未来会有更广阔的应用前景。

白光LED发光机制及发光材料的研究进展

贾世庆
SC14038018
光学与光学工程系
元素的总称，常用R或RE表示，其中包括钪(Sc）、钇(Y）、镧(La）、铈(Ce）、镨(Pr）、钕(Nd）、钷(Pm）、钐(Sm）、铕(Eu）、钆(Gd）、铽(Tb）、镝 (Dy）、钬(Ho）、铒(Er）、铥(Tm）、镱(Yb）、镥(Lu）。这些元素拥有特殊的电子结构，从而形成丰富的能级来跃迁发光，而且一些元素离子作为发光中心拥有优良的性能，作为白光LED的发光材料再合适不过。具体说来，稀土元素具有外层电子结构相同，内层4f电子能级相近的电子层构型，很特别。而其发光和激光性能都来自于这些4f电子在不同能级间的跃迁。4f电子的跃迁主要有两类，一类是在f组态内不同能级之间的跃迁，被称作f-f跃迁；另一种是d组态与f组态之间的跃迁，被称作f—d跃迁。其两种能级跃迁发射的光谱大概有三万余条，可以说极其丰富，因此稀土元素适当选用，既可作发光材料的基质成分，又可以用作激活剂、敏化剂或掺杂剂。而当中起主要作用的其实是稀土元素的离子，不同化合价的离子（包括+2价、+3价、+4价）往往具有不同的特性，这些都是由不同离子的不同电子层结构决定的。其中作为激活剂的主要是+3价Gd 离子两侧的+3价的Sm、Eu、Tb、Dy和+2价的Eu，应用最多的是+3价的Eu和Tb。这里多用+3价离子，原因就在于这些离子的价电子都在4f轨道上填充，电子层都具有未配对的电子，可以跃迁发光，而且属于内层电子跃迁，有外层电子的屏蔽作用，发光不受太大干扰，非常稳定。材料的发光颜色基本上不随基质的不同而改变，是很理想的发光中心。再者由于这些离子主要是进行f—f能级跃迁，其发射光谱呈现线状，色纯度高，荧光寿命长，光谱形状也很少随温度而改变，温度猝灭和浓度猝灭都很小，辐射出的光非常的理想。基于稀土元素的诸多优点，在白光LED的发展中起到了重要的作用。我国是稀土资源大国，其稀土储量约占世界总储量的43%，排在世界首位，并控制世界稀土市场98%的份额。我国的稀土分离提纯技术也处于国际先进水平。利用这些优势，大力发展稀土离子发光材料，努力推动白光LED照明光源的发展，具有十分重要的经济意义甚至战略意义。碱土金属构成的卤磷酸盐是一类十分重要的发光材料基质，由它配合稀土材料可以明显的提高其发光效率和稳定性，并能调节发射光的波长范围，制备出高效率、高性能、价格低廉的荧光粉。卤磷酸盐荧光粉经过多年的改进和发展，自身就具有了很高的发光效率，其量子效率为90％，显色指数是50～60。正由于这类荧光粉具有发光效率高、价格低而且稳定性好等优点，曾在荧光灯中得到广泛应用。而碱土金属卤磷酸盐荧光粉掺杂了稀土离子之后，以碱土金属盐为基质，稀土离子为激活剂，会呈现出更加实用的特性。其中+2价Eu离子激活的碱土金属氯磷酸盐就是一类发蓝光和蓝绿光、性能优良的高效光致发光材料。+2价的Eu离子在碱土金属氯磷酸盐中，因碱土金属的种类和数量的不同，会引起离子周围晶体场环境的不同改变，使得Eu离子的发射范围一直从蓝光到绿光。而且Eu离子掺杂的碱土金属氯磷酸盐可以被250～420 nm的紫外光激发，可以将此类荧光粉应用于制备近紫外光芯片基的白光LED。当然，这种发光材料需要稀土离子激活剂和碱土金属卤磷酸盐基质有很好的匹配以发挥更好的发光效率，这种匹配和发光性质也是发光材料成功与否的重点，也是研发工作一直以来的难点。另外的，白光LED光源的两个重要部分LED器件和发光材料的合适匹配更加难以实现可控制，这也是白光LED最终能够实现并具有节能优质光源的重中之重。其实，能被现今普遍使用的蓝光、红橙光以及紫外近紫外光LED辐射光激发且易于合成的荧光粉并不多。即使能被激活，能够和LED发射光匹配学与光学工程系

白光LED发光原理及技术指标

白光LED发光原理及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。

白光LED发光原理单芯片InGaN(蓝)/YAG荧光粉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。

InGaN(蓝)/红荧光粉+绿荧光粉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。

InGaN(紫外)/(红+绿+蓝)荧光粉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。

ZnSe和OLED白光器件也有进展,但离产业化生产尚远。

双芯片可由蓝 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。

三芯片 (蓝色+绿色+红色)LEDPhilips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。

白光led光谱发光原理

白光led光谱发光原理
白光LED（Light Emitting Diode，发光二极管）的光谱发光原理主要有两种：色温混合和荧光粉转化。

1. 色温混合：白光LED通过将不同色温（色温指光源的颜色冷暖程度）的LED芯片组合在一起，通过调节不同颜色LED 芯片的亮度和比例来实现白光发光。

常见的是将蓝光LED、绿光LED和红光LED芯片组合在一起，蓝光LED通过荧光材料的激发产生黄光，然后与绿光LED和红光LED混合，形成白光。

2.荧光粉转化：白光LED也可以通过使用荧光粉来转化较短波长的LED芯片发出的光至较长波长的光。

荧光粉是一种能将紫外光或蓝光转化为可见光的材料。

白光LED内部使用蓝光LED芯片，通过在蓝光周围涂覆一层荧光粉，当蓝光通过时，荧光粉吸收部分蓝光并重新辐射出黄光，再与蓝光混合形成白光。

这两种原理都可以实现白光发光，具体使用哪种方式取决于不同的应用需求和制造商的选择。

白光led发光原理

白光led发光原理
白光LED是一种固态照明技术，其发光原理是通过将蓝色或紫外光转换为白光来发光的。

以下是白光LED的发光原理：
1. 紫外光LED发光原理：
紫外光LED的核心是使用紫外光二极管，这种二极管可以发出波长为300-450纳米的紫外光。

将这种紫外光二极管与荧光粉结合，就可以产生白光。

2. 蓝色LED发光原理：
蓝色LED的核心是使用蓝色二极管，这种二极管可以发出波长为450-480纳米的蓝色光。

将这种蓝色二极管与荧光粉结合，就可以产生白光。

在白光LED中，荧光粉是关键的组成部分。

荧光粉是一种特殊的材料，当受到紫外光或蓝色光的刺激时，会发出黄、绿、橙等颜色的荧光。

这些荧光与蓝色或紫外光混合，就产生了白光。

白光LED的优点包括高效、节能、寿命长、体积小等。

由于其高效性和节能性，白光LED已经被广泛应用于家庭照明、商业照明等领域。

同时，白光LED也在汽车照明、显示器背光等领域得到了广泛的应用。

白光led的发光原理

白光led的发光原理
LED是一种半导体器件，它的发光原理是通过电子的复合来释放能量，从而产生光。

白光LED是指能够发出白光的LED器件，它的发光原理与普通LED器件
有所不同，下面我们来详细了解一下白光LED的发光原理。

首先，白光LED的发光原理主要有两种，一种是通过蓝光LED芯片和黄色荧
光粉的混合发光原理，另一种是通过RGB三基色混合发光原理。

蓝光LED芯片和黄色荧光粉的混合发光原理是指在蓝光LED芯片的基础上加
上一层黄色荧光粉，当蓝光LED芯片发出蓝光时，经过黄色荧光粉的转换，就能
够产生白光。

这种发光原理的优点是可以实现较高的发光效率和较好的色彩还原性能。

而RGB三基色混合发光原理则是通过将红、绿、蓝三种颜色的LED芯片混合
在一起，经过控制不同颜色LED的亮度，就能够产生各种颜色的光线，从而实现
白光的发光效果。

这种发光原理的优点是可以实现较好的色彩调节性能和较广的色彩范围。

无论是哪种发光原理，白光LED的发光效果都是非常理想的。

在实际应用中，白光LED已经成为了照明行业的主流产品，它不仅具有较高的光效和较长的使用
寿命，而且还具有较好的节能性能和环保性能。

总的来说，白光LED的发光原理主要有蓝光LED芯片和黄色荧光粉的混合发
光原理和RGB三基色混合发光原理两种。

这两种发光原理都能够实现较好的发光
效果，使得白光LED在照明行业得到了广泛的应用和推广。

随着科技的不断发展，相信白光LED的发光原理还会有更多的创新和突破，为人们的生活带来更多的便
利和舒适。

白光LED基础知识

白光LED基础知识1.1用蓝色LED激励黄色荧光粉。

即将黄色荧光粉敷涂在蓝色LED表面，蓝色LED本身光通量并不高，但在激励黄色荧光粉后产生的白光光通量是原蓝光光通量的8倍。

这种工艺是目前制造白光LED的主要方法。

1.2将红、绿、蓝三种LED集成在一起，通过调整其发光比例产生白光（即三基色远离），一般比例为红：绿：蓝=3： 6： 1。

这种方式造价高，不适合于商品化发展。

2.LED分类2.1LED按照功率区分，可以分为大功率和小功率。

0.5W以下一般称为小功率，0.5W以上称为大功率。

3.LED内部结构3.1大功率LED除两个电极外，都还自带有专门的散热结构和外部连接，用于提高散热效果。

而小功率LED由于体积及成本原因，几乎都没有专门的散热结构，仅靠两个电极和外部连接，散热能力差。

因此大功率灯具都应选择大功率LED，而小功率灯具（如LED灯泡、 LED 灯管）在对灯具散热进行优化设计后，可以采用小功率LED。

以下为最普通的一种大功率LED结构图。

b内剖结构屋c）内部结构说明以下为philips lumileds公司Rebel型大功率LED结构图4.白光LED基本技术指标4.1光通量光通量是指单位时间内光源发出的光能总和。

光通量的单位为“流明”，符号为lm，光通量通常用①来表示。

光通量越大，说明光源发出的光越多，按照通俗的理解，可以认为该光源亮度越高。

光源的光通量可以通过积分球和光度计测量。

色温是表示光源光色的尺度，单位为K。

当某一光源所发出的光的光谱分布与不反光、不透光完全吸收光的黑体在某一温度时辐射出的光谱分布相同时，我们就把绝对黑体的温度称之为这一光源的色温。

一些常用光源的色温为：鸨丝灯为2760-2900K ；荧光灯为3000K ；中午阳光为5400K ；蓝天为12000-18000K ；高压钠灯为2000-2500K。

LED光源可以通过改变荧光粉的配比来控制色温输出，一般范围为2000K-10000K。

LED台灯工作原理

LED台灯工作原理一、LED的发光原理LED是一种半导体器件，通过注入电流来激发光发射。

当电流通过LED时，电子从N型半导体流入P型半导体，与空穴复合放出能量，这些能量以光子的形式释放出来，发出可见光。

LED发光的颜色主要取决于LED的半导体材料及其结构。

LED 台灯通常使用白光 LED，白光 LED 通常由蓝光 LED 和黄色荧光粉混合发光组成。

蓝光 LED 通过激发黄色荧光粉，从而产生白光。

LED台灯还可以采用 RGB（Red, Green, Blue）三基色 LED 的组合，通过调节不同颜色 LED 的亮度，达到不同色温和色彩的光效。

二、LED台灯的电路控制LED台灯的电路通常包括LED光源、驱动电路、控制电路和电源等组成部分。

LED的工作电压一般为2V-4V，工作电流一般为20mA-50mA，根据LED的参数设计合适的电源和驱动电路。

LED台灯的驱动电路可采用恒流源或脉宽调制（PWM）控制，以满足LED的不同亮度需求。

控制电路可以通过开关、调光旋钮、遥控器等方式实现LED台灯的开关和亮度调节功能。

通过调节电流或PWM信号的占空比，控制LED的亮度和色温。

三、LED台灯的散热设计LED台灯工作时会产生热量，为了延长LED的寿命和确保稳定的工作，LED台灯需要进行有效的散热设计。

通常采用散热片、散热底座、散热风扇等散热方式，将LED的热量散发到外部环境中，降低LED的工作温度。

LED台灯的散热设计还需要考虑LED的发光区域和热散热区域的匹配，以确保LED的发光效果和散热效果的平衡。

同时，LED台灯的散热设计也要考虑LED台灯的外观设计和用户体验，避免出现过热导致的安全隐患。

总之，LED台灯的工作原理主要包括LED的发光原理、电路控制和散热设计。

通过合理设计LED台灯的电路和散热系统，可以实现LED台灯的高效、稳定和持续的工作。

LED台灯作为一种节能、环保、寿命长的照明产品，受到越来越多消费者的青睐。

白光LED发光材料

目录
• 1、发光材料
•
1.1 发光材料特性
•
1.2 发光材料分类
• 2、LED
•
2.1 LED
•
2.1 白光LED
•
3.1钇铝石榴石黄色荧光粉
• 3、白光LED的展望
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发光材料
• 定义：物质受外界激发后，物质内部以某种方式吸收
能量，将其转化成光辐射(非平衡辐射)的过程称为发光，这种材料称为发光材料。
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• 原理：当某种物质受到激发(射线、高能粒子、电子束、
外电场等)后，物质将处于激发态，激发态的能量会通过光或热的形式释放出来。发光就是物质在热辐射之外以光的形式发射出多余的能量，这种发射过程具有一定的持续时间。
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发光材料的分类
• 光致发光（Photoluminescence PL）---日光灯 • 阴极射线发光（Cathodoluminescence CL )---CRT显示器 • 电致发光（Electroluminescence EL）---发光二极管（LED） • 辐射发光（Radioluminescence RL）---x光透射屏、闪烁计数器 • 此外还有化学发光、声致发光、热释发光、光释发光