白光LED發(fā)白光原理

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(Dichromatic) 或三波長(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，因此未來深具發(fā)展?jié)摿Α? 　　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。 　　什么是CCT?  　　CCT是correlated colour temperature的縮寫，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。 　　色溫色相 　　低于3300 K暖白色 (淡黃白色) 　　3300 - 5000 K中間白色 　　超過5000 K冷白色 (淡藍(lán)白色) 　　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，長期接觸大量低波長的藍(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)無作用。 　　參見上圖，LED白光形成主要是靠藍(lán)光的450-455nm波長擊發(fā)熒光粉，其中波長越低擊發(fā)能力越強(qiáng)，通常LED的波長出廠控制在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)光的比例越來越高。 　　所以，剛開始使用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，長期使用變成眼晴傷害。如果接觸LED藍(lán)光的時(shí)間越長，患眼病的機(jī)率也越高。