白光LED發(fā)光原理及技術(shù)指標(biāo)

　　白光LED發(fā)光原理

　　單芯片

　　InGaN(藍(lán))/YAG熒光粉

　　這是一種目前較為成熟的產(chǎn)品，其中 1W的和5W的Lumileds已有批量產(chǎn)品。這些產(chǎn)品采用芯片倒裝結(jié)構(gòu)，提高發(fā)光效率和散熱效果。熒光粉涂覆工藝的改進(jìn)，可將色均勻性提高10倍。實(shí)驗(yàn)證明，電流和溫度的增加使LED光譜有些藍(lán)移和紅移，但對(duì)熒光光譜影響并不大。壽命實(shí)驗(yàn)結(jié)果也較好，Φ5的白光LED在工作1.2萬小時(shí)后，光輸出下降80%，而這種功率LED在工作1.2萬小時(shí)后，僅下降10%，估計(jì)工作5萬小時(shí)后下降30%。這種稱為Luxeon的功率LED最高效率達(dá)到44.3lm/w，最高光通量為187lm，產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品可達(dá)120lm，Ra為75-80。

InGaN(藍(lán))/紅熒光粉+綠熒光粉

Lumileds公司采用460nmLED配以SrGa2S4：Eu2+(綠色)和SrS：Eu2+(紅色)熒光粉，色溫可達(dá)到3000K-6000K的較好結(jié)果，Ra達(dá)到82-87，較前述產(chǎn)品有所提高。

InGaN(紫外)/(紅+綠+藍(lán))熒光粉

Cree、日亞、豐田等公司均在大力研制紫外LED。Cree公司已生產(chǎn)出50mW、385nm—405nm的紫外LED；豐田已生產(chǎn)此類白光LED，其Ra大于等于90，但發(fā)光效率還不夠理想；日亞于最近制得365nm、1mm2、4.6V、500mA的高功率紫外LED，如制成白色LED，會(huì)有較好效果。

　　ZnSe和OLED白光器件也有進(jìn)展，但離產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)尚遠(yuǎn)。

　　雙芯片

　　可由藍(lán) LED+黃LED、藍(lán)LED+黃綠LED以及藍(lán)綠LED+黃LED制成，此種器件成本比較便宜，但由于是兩種顏色LED形成的白光，顯色性較差，只能在顯色性要求不高的場合使用。

　　三芯片 (藍(lán)色+綠色+紅色)LED

　　Philips公司用470nm、540nm和610nm的LED芯片制成Ra大于80的器件，色溫可達(dá)3500K。如用470nm、525nm和635nm的LED芯片，則缺少黃色調(diào)，Ra只能達(dá)到20或30。

　　采用波長補(bǔ)償和光通量反饋方法可使色移動(dòng)降到可接受程度。美國 TIR公司采用Luxeon RGB器件制成用于景觀照明的系統(tǒng)產(chǎn)品，用Lumileds制成液晶電視屏幕(22英寸)，產(chǎn)品的性能都不錯(cuò)。

　　四芯片 (藍(lán)色+綠色+紅色+黃色)LED

　　采用 465nm、535nm、590nm和625nm LED芯片可制成Ra大于90的白光LED。

　　此外， Norlux公司用90個(gè)三色芯片(R、G、B)制成10W的白光LED，每個(gè)器件光通量達(dá)130lm，色溫為5500K。

　　白光LED技術(shù)指標(biāo)

　　照明用白光LED不同于傳統(tǒng)的LED產(chǎn)品，在技術(shù)性能指標(biāo)上有一些特殊要求：光通量 一個(gè)Φ5 LED的光通量僅為1lm左右，而用作照明的白光功率LED希望達(dá)到1Klm。當(dāng)然，光通量為0.1Klm和0.01Klm的功率LED也能達(dá)到要求較低的照明需求。由于15W白熾燈效率較低，僅8lm/w，所以一個(gè)15W白熾燈的光通量，與25lm/w的白光功率LED5W器件相當(dāng)。

　　發(fā)光效率 目前產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品已從 15lm/w提高到100lm/w，研究水平為125lm/w，最高水平已達(dá)130lm/w。

　　色溫 在 2500K-10000K之間，最好是2500K-5000K之間。

　　顯色指數(shù) Ra 最好是100。目前可以過到85

　　穩(wěn)定性 波長和光通量均要求保持穩(wěn)定，但其穩(wěn)定性程度依照明場合的需求而定。

　　壽命 5萬小時(shí)至10萬小時(shí)。