《電子技術(shù)應(yīng)用》
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制作RGB三基色合成的白光LED中的注意事項
摘要: 對于制作RGB三基色合成的白光LED,必須注意以下幾個問題:(1)三種LED芯片發(fā)出的光的主波長一般是:紅光為615~620mm,綠光為530~540mm,藍光為460~470nm。
關(guān)鍵詞: LED 白光 RGB
Abstract:
Key words :

對于制作RGB三基色合成的白光LED,必須注意以下幾個問題:

  (1) 三種LED芯片發(fā)出的光的主波長一般是:紅光為615~620mm,綠光為 530~540mm,藍光為460~470nm。要達到最佳光效,可在這三種光的主波長范圍內(nèi)經(jīng)過實驗選擇最佳的主波長配比。如果為了提高顯色指數(shù),可采用藍光(460nm)、綠光(525nm)、黃光(580nm)、紅光(635nm)組合,這種光的主波長配比可得到最佳的顯色指數(shù)(達95以上),光效可達35~40lm/W,最低色溫可做到2700K。為了兼顧出光效率和顯色指數(shù),三種LED芯片發(fā)出的光的主波長和發(fā)光強度需要進行優(yōu)化組合。根據(jù)所用的模式和材料多做幾次實驗,可得到最佳效果。

  (2) 對于三種LED紅、綠、藍芯片的發(fā)光強度的比例,一般選擇為3(紅):6(綠):1(藍),但是要考慮到不同芯片光衰不一樣;而且當(dāng)點亮發(fā)熱后,三基色光的主波長漂移也不同。同時考慮這幾個因素,進行綜合的實驗來得到最好的效果,所以上述的只作為參考的比例,而不是固定的結(jié)論。

  (3) 如果將三種LED芯片簡單地排列封裝在一起,那么這樣不能使三種LED的顏色光很好地混合成白光。圖1給出了RGB三色混合的示意圖,只有A區(qū)是三種顏色都有的區(qū)域,所以只有A區(qū)才是白光,其他區(qū)域都不是白光。RGB三種芯片發(fā)出的光能量主要分布在以光源光軸為中心的一定角度之內(nèi),因此不同位置上由不同芯片發(fā)出的光要傳播一定距離后,才可能發(fā)生交疊進而混色。然而即使在傳播一定距離后,仍然只有中心區(qū)域才出現(xiàn)白光,也就是說中心區(qū)域以外的區(qū)域仍然沒有混合,并且發(fā)散角度比較大的光線在經(jīng)過傳播后遠離中心,繼而造成發(fā)光效率降低。


 

圖1 RGB三基色的混合

  因此,如何在較短傳播距離內(nèi)高效地混光,是封裝高質(zhì)量三基色白光LED的關(guān)鍵所在。只有通過特殊的封裝設(shè)計,才能解決這個問題,如圖2所示。采用這種結(jié)構(gòu)后,三種光基本集中在一個區(qū)域進行混光,所以在制作三基色合成白光LED時,應(yīng)該在熱沉上和模粒上實現(xiàn)一些特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計,從而使三種基色光能在集中的區(qū)域混合產(chǎn)生有效的白光。

 

圖2 三基色光混合的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計

(4) 多芯片集中封裝在一個器件中,熱量的散發(fā)會更加困難。因此在制作RGB三基色光混合成白光時,特別要注意散熱的問題。這三種芯片其溫度特性不一樣,溫度變化會引起色溫偏差。表1對幾種主要的白光LED制作效果進行了比較。

 

表1 幾種主要的白光LED制作效果

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