《電子技術(shù)應(yīng)用》
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圖解白光LED發(fā)光原理
摘要: 本文主要介紹目前市場(chǎng)上白光LED生產(chǎn)技術(shù)主要分為兩大主流。同時(shí)通過(guò)原理分析白光LED的發(fā)光原理,,以及利用發(fā)光二極管產(chǎn)生白光的原理與優(yōu)劣點(diǎn),。
關(guān)鍵詞: 白光LED 發(fā)光原理 LED芯片
Abstract:
Key words :

     目前市場(chǎng)上白光LED生產(chǎn)技術(shù)主要分為兩大主流:

  第一為利用熒光粉將藍(lán)光LED或紫外UV-LED所產(chǎn)生的藍(lán)光或紫外光分別轉(zhuǎn)換為雙波長(zhǎng)(Dichromatic) 或三波長(zhǎng)(Trichromatic)白光,此項(xiàng)元件技術(shù)稱之為熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED(Phosphor Converted-LED),;

  第二類(lèi)則為多芯片型白光LED,,經(jīng)由組合兩種(或以上)不同色光的LED組合以形成白光,目前市場(chǎng)上白光LED商品以藍(lán)光LED芯片搭配黃光熒光粉最為普遍,,主要應(yīng)用于汽車(chē)照明與手機(jī)面板等領(lǐng)域,,以目前白光LED產(chǎn)品市場(chǎng)分析,熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED可謂主流,。 (紅色和綠色熒光粉多為硫化物體系,,這類(lèi)熒光粉發(fā)光穩(wěn)定性差、光衰較大,。)

  下圖簡(jiǎn)要?dú)w納并比較多種白光LED構(gòu)裝原理和優(yōu)劣點(diǎn),,其中(a)型構(gòu)裝方式、演色性最佳,,但成本最高,,尚未能普及;構(gòu)裝方式(b)則具有技術(shù)最成熟且成本低廉之優(yōu)勢(shì),,但色偏,、演色性不佳,須以適當(dāng)紅,、黃光熒光粉加以改善,,此外,最嚴(yán)重者為日亞化學(xué)專利限制難以規(guī)避,;而構(gòu)裝方式(c)與(d)兩者所制作的白光LED演色性俱佳,、色偏小、成本低且專利局限較不嚴(yán)重,,因此未來(lái)深具發(fā)展?jié)摿Α?/p>

LED

  利用發(fā)光二極管產(chǎn)生白光的原理與優(yōu)劣點(diǎn)

  熒光粉如何涂在LED燈上,?

  M.R.Kramas等人發(fā)現(xiàn),如果將熒光粉隨意放在LED芯片上,,如下圖(a)所示發(fā)光均勻性不佳,,所以改變方式如圖(b)所示,,將熒光粉均勻地涂在LED表面上,圖(c)則比較兩者的CCT及Ra值,,發(fā)現(xiàn)用圖(b)方法者其CCT值變動(dòng)甚少,。

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        什么是CCT?

  CCT是correlated colour temperature的縮寫(xiě),,意思是相關(guān)色溫,。色溫是指當(dāng)一標(biāo)準(zhǔn)黑體被加熱時(shí),隨著溫度的升高,,其顏色由深紅至淺紅至橙黃至白至藍(lán)白至藍(lán)色的變化,,利用黑體的這一特征,當(dāng)待測(cè)光源與黑體在某一溫度下的光色相同時(shí),,該黑體的溫度即為待測(cè)光源的色溫,。色溫高光色偏冷,色溫低光色偏暖,。

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  白光LED光譜對(duì)人眼的影響

  人眼最不能接受的是藍(lán)光和UV光,,藍(lán)光殺傷人眼活性細(xì)胞的能力是綠光的10倍,而UV光殺傷人眼活性細(xì)胞的能力又是藍(lán)光的10倍,,長(zhǎng)期接觸大量低波長(zhǎng)的藍(lán)光能大量殺傷人眼活性細(xì)胞,。即使到時(shí)多吃有利眼睛的食品也會(huì)無(wú)作用。

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  參見(jiàn)上圖,,LED白光形成主要是靠藍(lán)光的450-455nm波長(zhǎng)擊發(fā)熒光粉,,其中波長(zhǎng)越低擊發(fā)能力越強(qiáng),通常LED的波長(zhǎng)出廠控制在5nm之內(nèi),。

  ★L(fēng)ED中藍(lán)光產(chǎn)生的機(jī)制主要是藍(lán)光芯片發(fā)出藍(lán)光主要集中在450-455nm,,而熒光燈的藍(lán)光波長(zhǎng)是很廣的,從435-500nm,;

  ★L(fēng)ED中采用黃色熒光粉(或紅色,、綠色熒光粉),在制造中可能出現(xiàn)因熒光粉衰減(或熒光粉量少,,反射不夠)而藍(lán)光與初始態(tài)不一樣而大量涌出,,對(duì)人眼傷害大大增加;

  ★L(fēng)ED的藍(lán)光部分是靠芯片保證的,,而其它光色是靠熒光粉保證的,其中芯片的保證能力強(qiáng),,而熒光粉的保證能力弱,,形成白光LED點(diǎn)燈越久藍(lán)光的比例越來(lái)越高。

  所以,,剛開(kāi)始使用LED背光的筆記本電腦,、手機(jī),、電視比較刺眼,用久了頭暈眼花,、不舒服,,長(zhǎng)期使用變成眼晴傷害。如果接觸LED藍(lán)光的時(shí)間越長(zhǎng),,患眼病的機(jī)率也越高,。

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