電流對白光LED光學(xué)特性的影響

　　進(jìn)入21世紀(jì)，隨著半導(dǎo)體技術(shù)和封裝技術(shù)的不斷進(jìn)步，長期用于指示和顯示的半導(dǎo)體光源正向照明領(lǐng)域發(fā)展。以功率型白光LED為代表的半導(dǎo)體照明新興產(chǎn)品，其在照明市場的發(fā)展?jié)摿χ档闷诖＋@得白光LED常用的途徑是在藍(lán)光LED芯片表面上涂覆一層$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(qū)動電流，以發(fā)出更明亮的光，但伴隨著產(chǎn)生更多的熱量會對功率型白光LED的光學(xué)電學(xué)參數(shù)及器件的穩(wěn)定性有影響。

　　目前，LED光學(xué)參數(shù)的測量方法在國內(nèi)外還處在探討之中，LED是一種電致發(fā)光器件，當(dāng)電子與空穴發(fā)生輻射復(fù)合時(shí)，能量以光子形式發(fā)出，所以注入電流對LED發(fā)光的光學(xué)特性有直接影響。

　　1、對色坐標(biāo)的影響

　　現(xiàn)在LED的發(fā)光顏色越來越豐富，LED的色坐標(biāo)參數(shù)是LED重要的物理參數(shù)之一，隨著注入電流的增加，器件出光的色坐標(biāo)在一定程度上減小，如圖1所示。

　　圖1 色坐標(biāo)隨電流的變化

　　2、對色溫的影響

　　當(dāng)一絕對黑體加熱時(shí)，發(fā)出光的顏色與被測試光源光色相近時(shí)，該黑體的溫度稱為光源的相關(guān)色溫。就目前最常采用的實(shí)現(xiàn)白光的方案而言，當(dāng)涂覆的$熒光粉較多時(shí)，出射的白光光譜中藍(lán)光成分較少，器件色溫較低;當(dāng)$熒光粉較少時(shí)，出射的白光光譜中藍(lán)光成分較多，色溫較高。

　　圖2 相關(guān)色溫與正向電流的關(guān)系

　　從圖2中可以看出，隨著器件的驅(qū)動電流增加，功率型白光LED的色溫從100mA電流時(shí)的5636K增加到350mA電流時(shí)的5734K。這是因?yàn)?，電流加大后，芯片發(fā)出的藍(lán)光增多，$熒光粉層的厚度是一定的，則在出射的白光中藍(lán)光成份增加，從而使器件的色溫增加。

　　3、對主波長的影響

　　在CIE1931色度圖中，由標(biāo)準(zhǔn)白光點(diǎn)E(0.333，0.333)與測得的色坐標(biāo)點(diǎn)連接并延伸，與380~760nm的光譜軌跡相交，交點(diǎn)所在處的波長即為該色坐標(biāo)點(diǎn)的主波長。

　　隨著電流增加，器件出光的主波長在減小，這是因?yàn)殡娏髟黾?，色坐?biāo)減小，標(biāo)準(zhǔn)白光點(diǎn)和色坐標(biāo)點(diǎn)的連線的延長線與380~760nm的光譜軌跡相交點(diǎn)對應(yīng)的波長值變小。

　　圖3 主波長與電流的關(guān)系曲線

　　圖4 光通量與電流的關(guān)系曲線