中心議題：

• 電流對白光LED光學特性的影響

解決方案：

• 對色坐標的影響
• 對色溫的影響
• 對主波長的影響
• 對光通量的影響

進入21世紀，隨著半導體技術和封裝技術的不斷進步
，長期用於指示和顯示的半導體光源正向照明領域發展。以功率型白光LED為代表的半導體照明新興產品，其在照明市場的發展潛力值得期待。獲得白光LED常用的途徑是在藍光LED芯片表麵上塗覆一層熒光粉(YAG:Ce3+)。功率型LED與普通LED相比，芯片尺寸較大，需要更大的驅動電流
，以發出更明亮的光，但伴隨著產生更多的熱量會對功率型白光LED的光學電學參數及器件的穩定性有影響。
　　
目前，LED光學參數的測量方法在國內外還處在探討之中，LED是一種電致發光器件，當電子與空穴發生輻射複合時，能量以光子形式發出，所以注入電流對LED發光的光學特性有直接影響。
　　
1
、對色坐標的影響
　　
現在LED的發光顏色越來越豐富
，LED的色坐標參數是LED重要的物理參數之一
，隨著注入電流的增加，器件出光的色坐標在一定程度上減小，如圖1所示。
　圖1色坐標隨電流的變化
　　
2、對色溫的影響
　　
dangyijueduiheitijiareshi
，fachuguangdeyanseyubeiceshiguangyuanguangsexiangjinshi，gaiheitidewenduchengweiguangyuandexiangguansewen。jiumuqianzuichangcaiyongdeshixianbaiguangdefanganeryan，dangtufude$熒光粉較多時，出射的白光光譜中藍光成分較少，器件色溫較低;當$熒光粉較少時，出射的白光光譜中藍光成分較多，色溫較高。
　圖2相關色溫與正向電流的關係
　　
從圖2中可以看出，隨著器件的驅動電流增加
，功率型白光LED的色溫從100mA電流時的5636K增加到350mA電流時的5734K。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)，電(dian)流(liu)加(jia)大(da)後(hou)，芯(xin)片(pian)發(fa)出(chu)的(de)藍(lan)光(guang)增(zeng)多(duo)，熒(ying)光(guang)粉(fen)層(ceng)的(de)厚(hou)度(du)是(shi)一(yi)定(ding)的(de)，則(ze)在(zai)出(chu)射(she)的(de)白(bai)光(guang)中(zhong)藍(lan)光(guang)成(cheng)份(fen)增(zeng)加(jia)，從(cong)而(er)使(shi)器(qi)件(jian)的(de)色(se)溫(wen)增(zeng)加(jia)。
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3、對主波長的影響
　　
在CIE1931色度圖中，由標準白光點E(0.333，0.333)與測得的色坐標點連接並延伸
，與380~760nm的光譜軌跡相交，交點所在處的波長即為該色坐標點的主波長。
　　
隨著電流增加，器件出光的主波長在減小，這是因為電流增加，色坐標減小，標準白光點和色坐標點的連線的延長線與380~760nm的光譜軌跡相交點對應的波長值變小。
圖3主波長與電流的關係曲線
　　
　圖4光通量與電流的關係曲線

4、對光通量的影響
　　
發光二極管在調節光通量方麵具有一定的優勢，器件的光通量隨著電流增加而增加
，在100mA~250mA，光通量增加率為126.2%;從250mA~350mA時，電流的增加輻度較小且呈非線性增加
，增加率為30.4%。PN結jie是shi發fa光guang二er極ji管guan的de核he心xin部bu分fen
，電dian流liu增zeng加jia後hou，注zhu入ru到dao發fa光guang區qu的de電dian子zi和he空kong穴xue數shu量liang增zeng加jia，發fa生sheng輻fu射she複fu合he的de數shu量liang也ye會hui增zeng加jia
，器qi件jian的de光guang通tong量liang增zeng加jia。但dan當dang注zhu入ru電dian流liu繼ji續xu增zeng加jia到dao某mou一yi值zhi時shi，光guang通tong量liang輸shu出chu不bu再zai增zeng加jia，趨qu於yu飽bao和he。
　圖5電流對發光效率的影響
　　
5
、對發光效率的影響
　　
當(dang)電(dian)流(liu)增(zeng)加(jia)時(shi)，注(zhu)入(ru)發(fa)光(guang)區(qu)的(de)電(dian)子(zi)發(fa)生(sheng)非(fei)輻(fu)射(she)複(fu)合(he)的(de)幾(ji)率(lv)變(bian)大(da)，使(shi)器(qi)件(jian)的(de)內(nei)量(liang)子(zi)效(xiao)率(lv)降(jiang)低(di)，同(tong)時(shi)，由(you)於(yu)電(dian)流(liu)增(zeng)加(jia)導(dao)致(zhi)器(qi)件(jian)的(de)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)，使(shi)熒(ying)光(guang)粉(fen)的(de)量(liang)子(zi)效(xiao)率(lv)降(jiang)低(di)並(bing)進(jin)一(yi)步(bu)增(zeng)加(jia)了(le)非(fei)輻(fu)射(she)複(fu)合(he)的(de)幾(ji)率(lv)。在(zai)圖(tu)5中，由於驅動電流在正常的工作電流內，器件的發光效率雖有一定的降低，但變化的幅度並不大。
　　
6
、對峰值波長的影響
　　
在LED發光譜中，最高峰對應的波長稱為LED的峰值波長。在測試峰值波長時
，都是點亮1分fen鍾zhong後hou才cai開kai始shi測ce試shi的de
，這zhe是shi由you於yu同tong時shi考kao慮lv了le時shi間jian和he電dian流liu的de影ying響xiang，長chang時shi間jian加jia熱re導dao致zhi了le峰feng值zhi波bo長chang向xiang長chang波bo方fang向xiang偏pian移yi
，而er電dian流liu的de增zeng加jia使shi峰feng值zhi波bo長chang向xiang短duan波bo方fang向xiang偏pian移yi。藍lan光guangLED器件都是以GaN基製成的，GaN基發光器件穩定性較好，在熱平衡時
，不同的電流，器件發光峰位置幾乎不變。
　　
7
、對顯色指數的影響
　　
顯色指數(Ra)也(ye)是(shi)白(bai)色(se)照(zhao)明(ming)光(guang)源(yuan)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)指(zhi)標(biao)
，它(ta)是(shi)用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)光(guang)源(yuan)照(zhao)到(dao)被(bei)照(zhao)射(she)物(wu)體(ti)上(shang)麵(mian)，還(hai)原(yuan)被(bei)照(zhao)射(she)物(wu)體(ti)所(suo)有(you)顏(yan)色(se)能(neng)力(li)的(de)指(zhi)標(biao)
，作(zuo)為(wei)照(zhao)明(ming)用(yong)的(de)光(guang)源(yuan)要(yao)求(qiu)顯(xian)色(se)指(zhi)數(shu)越(yue)高(gao)越(yue)好(hao)，一(yi)般(ban)要(yao)求(qiu)80以上
，國際照明委員會(CIE)推薦的參考光源是Planck黑體輻射體
，日常生活中的白熾燈的顯色指數接近100。
圖6電流對顯色指數的影響
　　
由於藍光LED與$熒(ying)光(guang)粉(fen)組(zu)成(cheng)的(de)白(bai)光(guang)係(xi)統(tong)，其(qi)光(guang)譜(pu)中(zhong)缺(que)少(shao)紅(hong)光(guang)成(cheng)分(fen)，顯(xian)色(se)指(zhi)數(shu)還(hai)不(bu)理(li)想(xiang)，這(zhe)也(ye)是(shi)目(mu)前(qian)業(ye)界(jie)研(yan)究(jiu)的(de)重(zhong)點(dian)課(ke)題(ti)。顯(xian)色(se)指(zhi)數(shu)與(yu)光(guang)譜(pu)成(cheng)分(fen)有(you)關(guan)，電(dian)流(liu)增(zeng)加(jia)但(dan)並(bing)不(bu)影(ying)響(xiang)出(chu)光(guang)的(de)光(guang)譜(pu)的(de)分(fen)布(bu)，所(suo)以(yi)器(qi)件(jian)的(de)顯(xian)色(se)指(zhi)數(shu)幾(ji)乎(hu)沒(mei)有(you)變(bian)化(hua)。
　　
8

、小結
　　
LED是一種電致發光器件，器件發光的各光學參數與流過器件的電流有直接的關係。隨著電流的增加，功率型白光LED的色溫會有一定的升高，色坐標(x
，y)小
，光通量增加但發光效率降低。作為照明用的功率型白光LED的主要技術指標隨電的變化而變化，但變化幅度不大，基本保持穩定，另外白光LED具有節能、長壽命和無汙染等優點，所以白光LED是下一代照明光源的理想選擇。