LED白光理论及配置方法

1、技术中心 led白光理论以及配制方法白光理论以及配制方法 主要内容主要内容 一、与荧光粉、芯片选择相关的基本理论 二、 举例说明荧光粉配比试验方法 三、问题回答 广州鸿利光电子有限公司（lamp） 一、光学、色度学、辐射度学基本理论一、光学、色度学、辐射度学基本理论 第一部分：主要是讲在实际生产中我们一些常 见的参数的基本概念，在看到这些参数的时候 我们如何分析出这些参数中对我们有用的信息， 去评价一款荧光粉的好坏。 将一绝对黑体加热，随着温度的升高，黑体会发 出不同的颜色。在cie色品图上的表示为一条连续的 曲线黑体辐射轨迹。我们平常说的色温只是一种 相关色温。譬如我们测试的白光坐标为（x1

2、，y1）， 那么它的相关色温就是黑体辐射轨迹上与它色差最小 的那一点的色温。 色温色温t（color temperature） 光通量光通量(luminous flus) l=e*c=c*v*e 光以能量的形式辐射出来刺激人的眼睛，而眼睛 对各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的辐射能通 量相等，在视觉上并不能产生相同的明亮程度，在各色 光中，黄、绿色光能激起最大的明亮感觉，555nm波 长的视见函数值v=1。 l i=/； 为光通量，为立体角，单位为球面度（sr）。 光源在某一特定方向上单位立体角（球面度sr）内辐 射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度。发光 强度会受到发光角度的影响，光

3、通量一定，角度越小 发光强度越大。 发光强度发光强度l(iuminous intensity ) l光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做 “显色指数”（ra）。 l显色性是指事物的真实颜色（其自身的色泽）与某一 光源下所显示的颜色关系。ra值的是将din6169标准 中定义的8种测试颜色在标准光源和被测试光源下做 比较，色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。 显示指数显示指数ra(color rendering index) l物体呈现出的颜色是物体的反射特性与照射光源共同 决定。 8个色试样的反射光谱个色试样的反射光谱 光效与光效视能光效与光效视能 l光效(lm/w) 光通量与电

4、功率的比值。 l光视效能（lm/w） 光通量与光功率的比值。 l两者对比以及参数的意义。 两者之间存在一个电功率到光功率之间的装换关系。 光效是衡量对能量的利用效率，光视效能用来表示不同光色的明亮 程度，也是衡量荧光粉的重要参数。 电功率蓝光光功率光通量白光光功率 由蓝光芯片决定由胶水和荧光粉决定由荧光粉决定 色度图分析色度图分析 l色品图 w=x*r+y*g+z*b x=x/（x+y+z） y=y/（x+y+z） z=z/（x+y+z） 若坐标为x，y为（0.35,0.36） z蓝光为1-0.35-0.36=0.29 每种荧光粉受激发后在 色品图中都有一个相对应的 座标点，譬如intemat

5、ix系列 荧光粉g2762和o5742的坐 标为（0.27，0.62）（0.57， 0.42），如果用这两种荧光 粉配颜色，它们可以做到白 色线条内的所有颜色。 荧光粉与色品图荧光粉与色品图 如右图所示：白线区域为弘大 荧光粉能做到的颜色区域，在 白光区弘大荧光粉和intematix 荧光粉都能覆盖的部分，我们 选那种荧光粉好呢？它们做出 来的有什么不同？同一个坐标 可以有很多种不同的配粉方式， 如果要做高光通量我们要选粉， 要做到高显示性又该怎么做？ 荧光粉的选择荧光粉的选择 荧光粉的分类荧光粉的分类 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 我公司现有荧光粉我公司现有荧光粉 第二部分：主要讲荧光粉配色的基本方法，用双粉如 何搭配，以及如何判断一款新荧光粉的是否适合我们 使用。 二、荧光粉的配比试验方法二、荧光粉的配比试验方法 做一个色温或者坐标会有很多种不同的配比可以做到， 选荧光粉是最重要的，在没用特殊要求的情况下，尽 量只选一种荧光粉。当然也可以用g2762+o5742的 “万金油”方法做暖白到冷白的任意坐标，关键是这 两种粉的搭配比例，但是用的种类越多就越不好调配 控制。因此，为配合实际生产，尽量采用单一荧光粉。 做冷白色温做冷白色温9000k-10000k（0.29，0.28）

9、在试配比的时候，我们经常会出现第一次做不到预 定的坐标，假如我们第一次的测试坐标如下： 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） 我们如何判断这种荧光粉配比能不能做到（0.29， 0.28）呢?如果做不到我们该加什么荧光粉呢？ 做冷白色温做冷白色温9000k-10000k（0.29，0.28） 白光led=b蓝光芯片+y荧光粉 色品图中，蓝光有对应的（x，y），荧光粉受 激发后也有对应的（x，y)，两点确定一条直线。 如果预期要做的点

10、落在这条直线上，我们就可 以通过简单的改变荧光粉和胶水的比例做到此 坐标。 做冷白色温做冷白色温9000k-10000k（0.29，0.28） w=r+g+b，y=r+gw=y+b l如右图所示： 以g2762+o5742为 例，第一次配比做到 的坐标下面得黑线， 实际我们要求的坐标 是在黑线以上的绿线 上，这时我们应该调 整g和o的比例，加 大粉的相对比例。 做冷白色温做冷白色温9000k-10000k（0.29，0.28） 三、问题回答三、问题回答 l1、在配白光颜色时候，已知使用某款粉，但是如何 去判断其使用量呢！此时的思维方式是什么？怎么去 考虑这个问题。 答：具体还是要实践。譬如用4

11、55-460nm的蓝光芯片， 弘大的荧光粉用量要比intematix和toyoda gosei的硅 酸盐类荧光粉小。根据碗杯的不同，胶水中的荧光粉 的浓度也不一样，但是碗杯中的荧光粉的量是一样的。 l2、例如我实际要求做的颜色是：0.35/0.36，但是按 照某个配比做出来的颜色是：0.35/0.39 ，那么怎么处 理呢？（在增加其中某款粉的量时，其加入量又怎么 判别呢？） 答：如果是单粉，不改用其它荧光粉神仙也调不到。 如果是a、b两种粉，一定要有一种能做到(0.35, 0.39)的a和能做到(0.35,0.39)的b，加入。 l3.单颗试验ok，但批量生产时就会出现坐标偏移，请 问这么解释

12、？ 答：环氧树脂的密度1.021.1g/cm3 ，水为g/cm3 ， 弘大荧光粉的密度在4.034.51g/cm3 之间，中心颗 粒直径d50大小为68m。intematix荧光粉的密度在 4.345.11g/cm3之间，中心颗粒直径d50大小为 1315m。荧光粉属于稀土，荧光胶水属于悬浊液， 荧光粉的沉淀主要与布朗运动和密度有关，荧光胶水 放置时间越长沉淀就越严重。 l4.载体胶胶水使用时间应该控制在什么时间范 围内为宜？ 答：胶水问工程工艺制程人员。 l5.搅拌时间长短对荧光粉胶会造成什么样的影 响？ 答：荧光粉搅拌时间太短荧光粉不均匀，会造 成成批的材料在分光的时候很分散，影响出货 率。 l6.积分球测试时，光斑的好坏是否对坐标值造 成影响？ 答：一般情况下，光斑的好坏不会有太大的影 响，坐标值主要是受光谱功率分布有关，光谱 功率主要是由荧光粉决定。 l7.荧光粉沉淀问题，在什么样的时间段为佳？ 例：点试验大