
电流对功率型白光LED光学参数的影响分析.docx
6页电流对功率型白光 LED 光学参数的影响分析(非常有用)进入 21世纪,随着半导体技术和封装技术的不断进步,长期用于指示和显示的半导体 光源正向照明领域发展以功率型白光LED为代表的半导体照明新兴产品,其在照明市场 的发展潜力值得期待获得白光 LED 常用的途径是在蓝光 LED 芯片表面上涂覆一层$荧光 粉(YAG:Ce3+)功率型LED与普通LED相比,芯片尺寸较大,需要更大的驱动电流,以 发出更明亮的光,但伴随着产生更多的热量会对功率型白光LED的光学电学参数及器件的 稳定性有影响目前,LED光学参数的测量方法在国内外还处在探讨之中,LED是一种电致发光器件, 当电子与空穴发生辐射复合时,能量以光子形式发出,所以注入电流对LED发光的光学特 性有直接影响1、 对色坐标的影响现在LED的发光颜色越来越丰富,LED的色坐标参数是LED重要的物理参数之一随 着注入电流的增加,器件出光的色坐标在一定程度上减小,如图10.3S60J85丄 0383■ ZFDmft038203790.326 03265 0.3270 03275 0J2S0 0.3285 0■站綁图 1 色坐标随电流的变化2、 对色温的影响当一绝对黑体加热时,发出光的颜色与被测试光源光色相近时,该黑体的温度称为光源 的相关色温。
就目前最常采用的实现白光的方案而言,当涂覆的$荧光粉较多时,出射的白 光光谱中蓝光成分较少,器件色温较低;当$荧光粉较少时,出射的白光光谱中蓝光成分较多, 色温较高5 7605 7405 720注 5 7()05 6605 6405 620IM 120 140 1创网 200 220 24P260-280 300 320 340 360JF/mA WecQot?■维库图 2 相关色温与正向电流的关系从图2中可以看出,随着器件的驱动电流增加,功率型白光LED的色温从100mA电流 时的5636K增加到350mA电流时的5734K这是因为,电流加大后,芯片发出的蓝光增多, $荧光粉层的厚度是一定的,则在出射的白光中蓝光成份增加,从而使器件的色温增加3、对主波长的影响在 CIE1931 色度图中,由标准白光点 E(0.333, 0.333)与测得的色坐标点连接并延伸, 与380~760nm的光谱轨迹相交,交点所在处的波长即为该色坐标点的主波长随着电流增加,器件出光的主波长在减小,这是因为电流增加,色坐标减小,标准白光 点和色坐标点的连线的延长线与380~760nm的光谱轨迹相交点对应的波长值变小。
& I_“ _ r ・ N 亠 L n ■ ・ I ・ I , i ・ I , I ・ i ・ ・ ■ l, .120 14()160 ISO 2EX) 220240 26O28T) 300 320 340 360IF7mAM 544图3 主波长与电流的关系曲线4、对光通量的影响发光二极管在调节光通量方面具有一定的优势,器件的光通量随着电流增加而增加,在 100mA〜250mA,光通量增加率为126.2%;从250mA〜350mA时,电流的增加辐度较小且呈 非线性增加,增加率为30.4%PN结是发光二极管的核心部分,电流增加后,注入到发光 区的电子和空穴数量增加,发生辐射复合的数量也会增加,器件的光通量增加但当注入电 流继续增加到某一值时,光通量输出不再增加,趋于饱和弓囈二=(3.2 0.1(101 I , L ■ I ・100 120 140 IE m 200 220 24()26() 280 300 320 34360 3SO I Rm A 训樂如>紿图 4 光通量与电流的关系曲线5、对发光效率的影响当电流增加时,注入发光区的电子发生非辐射复合的几率变大,使器件的内量子效率降 低,同时,由于电流增加导致器件的温度升高,使荧光粉的量子效率降低并进一步增加了非 辐射复合的几率。
在图5中,由于驱动电流在正常的工作电流内,器件的发光效率虽有一定 的降低,但变化的幅度并不大1,050.950.65OhOM 0. 在测试峰值波长时,都是 点亮 1 分钟后才开始测试的,这是由于同时考虑了时间和电流的影响,长时间加热导致了峰 值波长向长波方向偏移,而电流的增加使峰值波长向短波方向偏移蓝光LED器件都是以 GaN 基制成的, GaN 基发光器件稳定性较好,在热平衡时,不同的电流,器件发光峰位置 几乎不变8、小结LED 是一种电致发光器件,器件发光的各光学参数与流过器件的电流有直接的关系 随着电流的增加,功率型白光LED的色温会有一定的升高,色坐标(x, y)小,光通量增加 但发光效率降低作为照明用的功率型白光LED的主要技术指标随电的变化而变化,但变 化幅度不大,基本保持稳定,另外白光 LED 具有节能、长寿命和无污染等优点,所以白光 LED 是下一代照明光源的理想选择整理:半人马 alpha。












