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    白光LED的发光原理分析


    目前市场上白光LED生产技术主要分为两大主流:

      第一为利用荧光粉将蓝光LED或紫外UV-LED所产生的蓝光或紫外光分别转换为双波长(Dichromatic) 或三波长(Trichromatic)白光,此项元件技术称之为荧光粉转换白光LED(Phosphor Converted-LED);

      第二类则为多芯片型白光LED,经由组合两种(或以上)不同色光的LED组合以形成白光,目前市场上白光LED商品以蓝光LED芯片搭配黄光荧光粉最为普遍,主要应用于汽车照明与手机面板等领域,以目前白光LED产品市场分析,荧光粉转换白光LED可谓主流。 (红色和绿色荧光粉多为硫化物体系,这类荧光粉发光稳定性差、光衰较大。)

      下图简要归纳并比较多种白光LED构装原理和优劣点,其中(a)型构装方式、演色性最佳,但成本最高,尚未能普及;构装方式(b)则具有技术最成熟且成本低廉之优势,但色偏、演色性不佳,须以适当红、黄光荧光粉加以改善,此外,最严重者为日亚化学专利限制难以规避;而构装方式(c)与(d)两者所制作的白光LED演色性俱佳、色偏小、成本低且专利局限较不严重,因此未来深具发展潜力。

    LED

      利用发光二极管产生白光的原理与优劣点

      荧光粉如何涂在LED灯上?

      M.R.Kramas等人发现,如果将荧光粉随意放在LED芯片上,如下图(a)所示发光均匀性不佳,所以改变方式如图(b)所示,将荧光粉均匀地涂在LED表面上,图(c)则比较两者的CCT及Ra值,发现用图(b)方法者其CCT值变动甚少。

    LED

      

    白光LED光谱对人眼的影响

      人眼最不能接受的是蓝光和UV光,蓝光杀伤人眼活性细胞的能力是绿光的10倍,而UV光杀伤人眼活性细胞的能力又是蓝光的10倍,长期接触大量低波长的蓝光能大量杀伤人眼活性细胞。即使到时多吃有利眼睛的食品也会无作用。

    LED

      参见上图,LED白光形成主要是靠蓝光的450-455nm波长击发荧光粉,其中波长越低击发能力越强,通常LED的波长出厂控制在5nm之内。

      ★LED的蓝光部分是靠芯片保证的,而其它光色是靠荧光粉保证的,其中芯片的保证能力强,而荧光粉的保证能力弱,形成白光LED点灯越久蓝光的比例越来越高。

      ★LED中采用黄色荧光粉(或红色、绿色荧光粉),在制造中可能出现因荧光粉衰减(或荧光粉量少,反射不够)而蓝光与初始态不一样而大量涌出,对人眼伤害大大增加;

      ★LED中蓝光产生的机制主要是蓝光芯片发出蓝光主要集中在450-455nm,而荧光灯的蓝光波长是很广的,从435-500nm;

      所以,刚开始使用LED背光的笔记本电脑、手机、电视比较刺眼,用久了头晕眼花、不舒服,长期使用变成眼晴伤害。如果接触LED蓝光的时间越长,患眼病的机率也越高。

    什么是CCT?

      CCT是correlated colour temperature的缩写,意思是相关色温。色温是指当一标准黑体被加热时,随着温度的升高,其颜色由深红至浅红至橙黄至白至蓝白至蓝色的变化,利用黑体的这一特征,当待测光源与黑体在某一温度下的光色相同时,该黑体的温度即为待测光源的色温。色温高光色偏冷,色温低光色偏暖。

    LED

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