LED白光理論及配置方法

1、技術中心 led白光理論以及配制方法白光理論以及配制方法 主要內容主要內容 一、與熒光粉、芯片選擇相關的基本理論 二、 舉例說明熒光粉配比試驗方法 三、問題回答 廣州鴻利光電子有限公司（lamp） 一、光學、色度學、輻射度學基本理論一、光學、色度學、輻射度學基本理論 第一部分：主要是講在實際生產中我們一些常 見的參數(shù)的基本概念，在看到這些參數(shù)的時候 我們如何分析出這些參數(shù)中對我們有用的信息， 去評價一款熒光粉的好壞。 將一絕對黑體加熱，隨著溫度的升高，黑體會發(fā) 出不同的顏色。在cie色品圖上的表示為一條連續(xù)的 曲線黑體輻射軌跡。我們平常說的色溫只是一種 相關色溫。譬如我們測試的白光坐標為（x1

2、，y1）， 那么它的相關色溫就是黑體輻射軌跡上與它色差最小 的那一點的色溫。 色溫色溫t（color temperature） 光通量光通量(luminous flus) l=e*c=c*v*e 光以能量的形式輻射出來刺激人的眼睛，而眼睛 對各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的輻射能通 量相等，在視覺上并不能產生相同的明亮程度，在各色 光中，黃、綠色光能激起最大的明亮感覺，555nm波 長的視見函數(shù)值v=1。 l i=/； 為光通量，為立體角，單位為球面度（sr）。 光源在某一特定方向上單位立體角（球面度sr）內輻 射的光通量，稱為光源在該方向上的發(fā)光強度。發(fā)光 強度會受到發(fā)光角度的影響，光

3、通量一定，角度越小 發(fā)光強度越大。 發(fā)光強度發(fā)光強度l(iuminous intensity ) l光源對于物體顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性。通常叫做 “顯色指數(shù)”（ra）。 l顯色性是指事物的真實顏色（其自身的色澤）與某一 光源下所顯示的顏色關系。ra值的是將din6169標準 中定義的8種測試顏色在標準光源和被測試光源下做 比較，色差越小則表明被測光源顏色的顯色性越好。 顯示指數(shù)顯示指數(shù)ra(color rendering index) l物體呈現(xiàn)出的顏色是物體的反射特性與照射光源共同 決定。 8個色試樣的反射光譜個色試樣的反射光譜 光效與光效視能光效與光效視能 l光效(lm/w) 光通量與電

4、功率的比值。 l光視效能（lm/w） 光通量與光功率的比值。 l兩者對比以及參數(shù)的意義。 兩者之間存在一個電功率到光功率之間的裝換關系。 光效是衡量對能量的利用效率，光視效能用來表示不同光色的明亮 程度，也是衡量熒光粉的重要參數(shù)。 電功率藍光光功率光通量白光光功率 由藍光芯片決定由膠水和熒光粉決定由熒光粉決定 色度圖分析色度圖分析 l色品圖 w=x*r+y*g+z*b x=x/（x+y+z） y=y/（x+y+z） z=z/（x+y+z） 若坐標為x，y為（0.35,0.36） z藍光為1-0.35-0.36=0.29 每種熒光粉受激發(fā)后在 色品圖中都有一個相對應的 座標點，譬如intemat

5、ix系列 熒光粉g2762和o5742的坐 標為（0.27，0.62）（0.57， 0.42），如果用這兩種熒光 粉配顏色，它們可以做到白 色線條內的所有顏色。 熒光粉與色品圖熒光粉與色品圖 如右圖所示：白線區(qū)域為弘大 熒光粉能做到的顏色區(qū)域，在 白光區(qū)弘大熒光粉和intematix 熒光粉都能覆蓋的部分，我們 選那種熒光粉好呢？它們做出 來的有什么不同？同一個坐標 可以有很多種不同的配粉方式， 如果要做高光通量我們要選粉， 要做到高顯示性又該怎么做？ 熒光粉的選擇熒光粉的選擇 熒光粉的分類熒光粉的分類 yagtagf565y450 / ny450 ip ownernichiaosramtg

6、/ lwb / tridonicintematix materials composition ce3+ dope y3al5o12 ce3+dope tb3al5o12 eu2+ dope (srbaca)2sio4 si: al, b, p, ge. eu2+ dope (srbamg)2sio4 o: f, cl, n, s . patent status u.s. 5998925u.s. 6812500, 6060861, 65276930 u.s. 6809347u.s. 20060027781 200627785, 200628122 filed july 1997 issued

7、december 1999 filed june 1997 issued 2003 filed november 2001 issued october 2004 filed august 2004 licensee citizensemco everlight liteon rohm havatech avago ya shin tg seoul semi aot unity opto kingbright ledtech oasis ledium mason byd neo-neon hongli keetat brightness100%80%95%95-100% cie vs. chi

8、p460nm470nm450nm450nm 我公司現(xiàn)有熒光粉我公司現(xiàn)有熒光粉 第二部分：主要講熒光粉配色的基本方法，用雙粉如 何搭配，以及如何判斷一款新熒光粉的是否適合我們 使用。 二、熒光粉的配比試驗方法二、熒光粉的配比試驗方法 做一個色溫或者坐標會有很多種不同的配比可以做到， 選熒光粉是最重要的，在沒用特殊要求的情況下，盡 量只選一種熒光粉。當然也可以用g2762+o5742的 “萬金油”方法做暖白到冷白的任意坐標，關鍵是這 兩種粉的搭配比例，但是用的種類越多就越不好調配 控制。因此，為配合實際生產，盡量采用單一熒光粉。 做冷白色溫做冷白色溫9000k-10000k（0.29，0.28）

9、在試配比的時候，我們經常會出現(xiàn)第一次做不到預 定的坐標，假如我們第一次的測試坐標如下： a（0.3304，0.2914） b（0.3244，0.2858） c（0.3390，0.3027） d（0.3204，0.2814） e（0.3367，0.3003） f（0.3304，0.2914） 我們如何判斷這種熒光粉配比能不能做到（0.29， 0.28）呢?如果做不到我們該加什么熒光粉呢？ 做冷白色溫做冷白色溫9000k-10000k（0.29，0.28） 白光led=b藍光芯片+y熒光粉 色品圖中，藍光有對應的（x，y），熒光粉受 激發(fā)后也有對應的（x，y)，兩點確定一條直線。 如果預期要做的點

10、落在這條直線上，我們就可 以通過簡單的改變熒光粉和膠水的比例做到此 坐標。 做冷白色溫做冷白色溫9000k-10000k（0.29，0.28） w=r+g+b，y=r+gw=y+b l如右圖所示： 以g2762+o5742為 例，第一次配比做到 的坐標下面得黑線， 實際我們要求的坐標 是在黑線以上的綠線 上，這時我們應該調 整g和o的比例，加 大粉的相對比例。 做冷白色溫做冷白色溫9000k-10000k（0.29，0.28） 三、問題回答三、問題回答 l1、在配白光顏色時候，已知使用某款粉，但是如何 去判斷其使用量呢！此時的思維方式是什么？怎么去 考慮這個問題。 答：具體還是要實踐。譬如用4

11、55-460nm的藍光芯片， 弘大的熒光粉用量要比intematix和toyoda gosei的硅 酸鹽類熒光粉小。根據(jù)碗杯的不同，膠水中的熒光粉 的濃度也不一樣，但是碗杯中的熒光粉的量是一樣的。 l2、例如我實際要求做的顏色是：0.35/0.36，但是按 照某個配比做出來的顏色是：0.35/0.39 ，那么怎么處 理呢？（在增加其中某款粉的量時，其加入量又怎么 判別呢？） 答：如果是單粉，不改用其它熒光粉神仙也調不到。 如果是a、b兩種粉，一定要有一種能做到(0.35, 0.39)的a和能做到(0.35,0.39)的b，加入。 l3.單顆試驗ok，但批量生產時就會出現(xiàn)坐標偏移，請 問這么解釋

12、？ 答：環(huán)氧樹脂的密度1.021.1g/cm3 ，水為g/cm3 ， 弘大熒光粉的密度在4.034.51g/cm3 之間，中心顆 粒直徑d50大小為68m。intematix熒光粉的密度在 4.345.11g/cm3之間，中心顆粒直徑d50大小為 1315m。熒光粉屬于稀土，熒光膠水屬于懸濁液， 熒光粉的沉淀主要與布朗運動和密度有關，熒光膠水 放置時間越長沉淀就越嚴重。 l4.載體膠膠水使用時間應該控制在什么時間范 圍內為宜？ 答：膠水問工程工藝制程人員。 l5.攪拌時間長短對熒光粉膠會造成什么樣的影 響？ 答：熒光粉攪拌時間太短熒光粉不均勻，會造 成成批的材料在分光的時候很分散，影響出貨 率。 l6.積分球測試時，光斑的好壞是否對坐標值造 成影響？ 答：一般情況下，光斑的好壞不會有太大的影 響，坐標值主要是受光譜功率分布有關，光譜 功率主要是由熒光粉決定。 l7.熒光粉沉淀問題，在什么樣的時間段為佳？ 例：點試驗大