相关色温8000-4000k的白光led的发射光谱和色品质特性

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1、相关色温8000-4000K的白光LED的发射光谱和色品质特性摘要：文章报告和分析了8000K、6400K、5000K和4000K四种色温的白光LED的发射光谱、色品质和显色性等特性，它们与工作条件密切相关。随着正向电流IF的增加，色品坐标x和y值逐渐减小，色温增大，发生色漂移，而光通量呈亚线性增加，光效逐渐下降。由于在白光LED中发生光转换过程，产生光吸收的辐射传递，致使白光中InGaN芯片的蓝色EL光谱的形状和发射峰发生变化。白光LED的特性在很大程度上受InGaN蓝光LED芯片性能的制约。人们可以实现8000-4000K四种色温

2、白光LED，显色指数高，且制作的白光LED的色容差可以达到很小，实现优质的白光照明光源。从上世纪90年代末到现在，白光发光二极管的出现和快速发展，引起人们极大的热情，白光LED具有低压、低功耗、高可靠，长寿命及固体化等优点。其量大的吸引力和期望是作为继白炽灯泡、荧光灯及高强度气体放电灯（HID）后的第四代照明新光源——具有庞大的照明市场和显著的节能前景的光源，是符合环保、节能要求的绿色照明光源。因此，受到日美和欧洲各国政府和商家的重视，他们制定发展规划和目标，且大集团公司在技术和资金上进行联合和重组。2003年6月我国政府也推出“半导

3、体照明工程”，以期大力推动我国白光LED的发展。尽管短短的几年来，白光LED的研发和应用取得举世瞩目的成绩，但目前还存在诸多问题，只能用于一些特殊的领域中。我们注意到，目前普通的白光LED与用作照明光源白光LED的概念是有质的差异，并不是越“白”越好。人们对用作照明的白光光源有着严格的要求，国际和我国早已制定标准。照明光源有六个严格的标准色温区：6400K、5000K、4000K、3450K、2900K及2700K及其相应的色域，照明光源的色品质参数是相互关联的。必须同时得到满中，方可称为合格的照明光源。尽管目前作为照明光源——白光L

4、EDs还没有国际CIE标准及中国的国家标准，但是应当参照国际CIE和中国国家标准来要求和指导白光LEDs新照明光源的发展和应用。迄今有关不同色温度，高显色性白光LED的色品质和光谱特性报道欠缺。本文按照国家照明光源标准，报告和分析所研发的8000-4000K不同色温的白光LED的发射光谱、色品质及光电特性。1、 实现相关色温原理和实验从市场上可以很方便地购得多家公司提供的不同等级的InGaN蓝光LED芯片。这些芯片样品可分为发射波长455-460nm、460-465nm及465-470nm；光强一般在40mcd以上。蓝芯片尺寸大多为3

5、20X320um左右。依据发光学光转换和色度学原理，采用蓝光LED芯片和可被蓝光有效激发的荧光粉有机组合成白光LED技术实现白光。荧光粉选择是多样性的，可以是一种黄色荧光粉或黄色和红色混合荧光粉。调控各发光颜色强度比，实现各种色温的白光。将含有荧光粉的优质高透过率树脂胶仔细涂覆在蓝芯片周围，用常规的封装工艺和环氧树脂封装成常规Ф5mm子弹型和半球型白光LED。白光LED的发射光谱，色品技及其他光电特性由浙大三色仪器有限公司生产的型号为SPR-920D型光谱辐射分析仪测试记录。该仪器配有一个0.5m的积分球及直流电源。所有实验均在室温下

6、进行，白光LED的发射光谱在正向电流IF=20mA下测试。2、 不同色温白光LED的光谱特性2．18000K的白光LED7000-10000K白光呈现发蓝高色温的白光。在照明光源标准中没有这个标准。它是不能有作普通家庭照明光源的。这种高色温发蓝的白光LED可以用于要求不严的特殊照明和指示中，有一定用途。图1给出相关色温为8070K的半球Ф5白光LED的发射光谱。它是由InGaN蓝光LED的电致发光光谱和稀土YAG：Ce体系黄色荧光体被蓝光激发的光致发光光谱所组成，两光谱的本质是不同的。这样构成相关色温为8070K的发蓝的白光光谱，色品

7、坐标x=0.2979，y=0.2939，在黑体轨迹的附近。2．26400K的白光LED图2是在正向电流IF=20mA下的色温为6450K的白光LED的发射光谱。它是属于色温为6400K的日光色。是目前照明光源使用的最广泛的色温之一。其光谱所组成。和图1光谱相比，黄成份的光谱增强，色温降低。此时白光LED中的蓝光EL光谱和只有InGaNLED的蓝光光谱相比是有差异的，因为发生荧光体高效的吸收蓝光和光转换的辐射传递。而这种光吸收（激发）与荧光体的激发光谱密切相关。由于这种荧光体光转换过程致使白光LED中的蓝光光谱的能量分布、发射峰以及半高

8、宽等性质发生变化。所涂覆的荧光粉越多，蓝色光谱变化越严重，在低色温的白光LED中更为明显。该白光LED的色品坐标X=0.3146，Y=0.3360，它们落在CIE标准色度图6400K标准色温的色容差图的最内圈，其色容差1