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波长而改变了蓝光LED的色彩

文章出处:网责任编辑:作者:倪凡人气:-发表时间:2013-08-14 18:17:00

  波长而改变了蓝光LED的色彩

  驱动标准LED发光二极管的电流消耗非常低。如果LED的驱动电压高于其最大的正向电压,则并不需要升压转换器或者复杂昂贵的电流源。

  LED甚至可以直接由锂电池或者3节NiMH电池来驱动,只要因电池放电而导致的亮度减弱可以满足该应用的要求即可。

  蓝光LED

  在很长的一段时间内都无法提供发射蓝光的LED发光二极管。设计工程师仅能采用已有的色彩:红色、绿色和黄色。早期的“蓝光”器件并不是真正的蓝光LED发光二极管,而是包围有蓝色散射材料的白炽灯。

  几年前,使用纯净的碳化硅(SiC)材料研制出了第一个“真正的蓝光”LED发光二极管,但是它们的发光效率非常低。下一代器件使用了氮化镓基料,其发光效率可以达到最初产品的数倍。当前制造蓝光LED的晶体外延材料是氮化铟镓(InGaN)。发射波长的范围为450nm至470nm,氮化铟镓LED可以产生五倍于氮化镓LED的光强。

  白光LED

  真正发射白光的LED发射管是不存在的。这样的器件非常难以制造,因为LED的特点是只发射一个波长。白色并不出现在色彩的光谱上;一种替代的方法是,利用不同波长合成白色光。

  白光LED发射管设计中采用了一个小窍门。在发射蓝光的InGaN基料上覆盖转换材料,这种材料在受到蓝光激励时会发出黄光。于是得到了蓝光和黄光的混合物,在肉眼看来就是白色的白光LED的发射波长(实线)包括蓝光和黄光区域的峰值,但是在肉眼看来就是白色。

  白光LED的色彩由色彩坐标定义。X和Y坐标的数值根据国际照明委员会(CIE)的15.2规范的要求计算得到。[3]白光LED的数据资料通常会详细说明随着正向电流增加而引起的色彩坐标的变化正向电流的变化改变了白光LED(OSRAMOptoSemiconductors的LEQ983)的色彩坐标,并因此改变了白光质量。

  不幸的是,采用InGaN技术的LED并不像标准绿光、红光和黄光那样容易控制。InGaNLED的显示波长(色彩)会随着正向电流而改变(如图6所示)。例如,白光LED发光管所呈现的色彩变化产生于转换材料的不同浓度,以及蓝光发光InGaN材料随着正向电压的变化而产生波长变化。可以看到色彩的变化,X和Y坐标的移动意味着色彩的改变。

  当正向电流高至10mA时,正向电压的变化很大。变化量的范围大约为800mV(有些二极管型号变化会更大一些)。电池放电引起的工作电压的变化因此会改变色彩,因为工作电压的变化改变了正向电流。在10mA正向电流时,正向电压大约为3.4V(该数值会随供应商的不同而有所不同,范围从3.1V至4.0V)。同样,不同LED二极管之间的电流-电压特性也有较大差异。直接用电池驱动LED是很困难的,因为绝大数电池会随着放电使电压低于LED所需要的最小正向导通电压。

此文关键字:LED发光二极管|发光二极管|白光LED
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