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白光LED發(fā)光原理及技術(shù)指標

作者: 時間:2011-04-27 來源:網(wǎng)絡 收藏
  是一種組合光,LED可以分為單芯片、雙芯片和三芯片等,以下將按這一分類來介紹,還將介紹照明用led的一些

  發(fā)光原理

  單芯片

  InGaN(藍)/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,可將色均勻性提高10倍。實驗證明,電流和溫度的增加使LED光譜有些藍移和紅移,但對熒光光譜影響并不大。壽命實驗結(jié)果也較好,Φ5的在工作1.2萬小時后,光輸出下降80%,而這種功率LED在工作1.2萬小時后,僅下降10%,估計工作5萬小時后下降30%。這種稱為Luxeon的功率LED最高效率達到44.3lm/w,最高光通量為187lm,產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品可達120lm,Ra為75-80。

InGaN(藍)/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,色溫可達到3000K-6000K的較好結(jié)果,Ra達到82-87,較前述產(chǎn)品有所提高。

InGaN(紫外)/(紅+綠+藍)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,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,會有較好效果。

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

  雙芯片

  可由藍 LED+黃LED、藍LED+黃綠LED以及藍綠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3500K。如用470nm、525nm和635nm的LED芯片,則缺少黃色調(diào),Ra只能達到20或30。

  采用波長補償和光通量反饋方法可使色移動降到可接受程度。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。

  四芯片 (藍色+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個三色芯片(R、G、B)制成10W的白光LED,每個器件光通量達130lm,色溫為5500K。

  白光LED

  照明用白光LED不同于傳統(tǒng)的LED產(chǎn)品,在技術(shù)性能指標上有一些特殊要求:光通量 一個Φ5 LED的光通量僅為1lm左右,而用作照明的白光功率LED希望達到1Klm。當然,光通量為0.1Klm和0.01Klm的功率LED也能達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15W白熾燈的光通量,與25lm/w的白光功率LED5W器件相當。

  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 5萬小時至10萬小時。



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