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
　　
當dang一yi絕jue對dui黑hei體ti加jia熱re時shi，發fa出chu光guang的de顏yan色se與yu被bei測ce試shi光guang源yuan光guang色se相xiang近jin時shi
，該gai黑hei體ti的de溫wen度du稱cheng為wei光guang源yuan的de相xiang關guan色se溫wen。就jiu目mu前qian最zui常chang采cai用yong的de實shi現xian白bai光guang的de方fang案an而er言yan，當dang塗tu覆fu的de$熒光粉較多時，出射的白光光譜中藍光成分較少，器件色溫較低;當$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
　　
dangdianliuzengjiashi
，zhurufaguangqudedianzifashengfeifushefuhedejilvbianda
，shiqijiandeneiliangzixiaolvjiangdi，tongshi，youyudianliuzengjiadaozhiqijiandewendushenggao，shiyingguangfendeliangzixiaolvjiangdibingjinyibuzengjialefeifushefuhedejilv。zaitu5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(guang)LED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qiu80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。