三基色白光LED光源颜色稳定性的研究.pdf

2007 年 9 月 第 18 卷 　第 3 期 照明工程学报 ZHAOMING GONGCHENG XUEBAO Sep. 　2007 Vol118 　No13 三基色白光 L ED 光源颜色稳定性的研究 王亚男　雍　静 (重庆大学电气工程学院 , 重庆 　400045) 摘 　要 : 在介绍 LED 光谱特性及色品坐标的基础上 , 针对三基色白光 LED 光色不稳定问题 , 分析了温度对不同材 料、不同颜色组成白光的三基色 LED 光谱特性及色度坐标的影响。利用混色方程 , 验证了通过对三基色组成 LED 光通量比例的控制可以使三基色白光的颜色满足约束条件 , 达到颜色稳定的目的。 关键词 : 相对光谱能量分布 ; 色品坐标 ; 三基色白光 LED ; 色差 Research on Color Stability of Trichromatic White2light LED Sources Wang Yanan 　Yong Jing ( Chongqing University Department of electrical engineering , Chongqing 　400044) Abstract 　 Based on the introduction of LED spectral property and color coordinate , according to instability of LED color , effect of the temperature on spectral property and color coordinate of which white light source composed was analyzed , using additive color2mixing2equation , the method of controlling proportion of RGB LED flux to make trichromatic white light meet our requirements was validated. Key words : relative spectral power distribution ; color coordinate ; trichromatic white2light sources based on LED ; color discrimination 1 　引言 发光二极管 (LED) 是一种新型的固态光源 , 随着技术的不断进步 , 尤其是大功率 LED 的研发 , 使其不仅用于景观照明、交通信号灯、电视背光源 等 , 更是有望进入占全球电力消耗 15 %～20 %的普 通照明领域。然而要作为一种普通光源进入照明市 场 , 产品的照明质量、商业可行性及经济价值等都 是要慎重考虑的因素。因此作为衡量照明质量的光 源颜色的要求成为大功率白光 LED 必须满足的条件 之一。照明应用上大多采用基于荧光粉的白光 LED (PC2LED) , 尽管三基色混合白光 LED 的光效、显色 性等更具有明显的优势 , 但其随着环境、调光等条 件的改变颜色漂移却更加明显[1 ] 。因此三基色白光 LED 要在普通照明领域得到广泛应用 , 颜色的稳定 性是关键。本文在分析影响三基色白光 LED 颜色变 化因素的基础上 , 研究了温度对白色 LED 光源光谱 特性及色度坐标的影响及保持颜色稳定性的方法。 2 　LED 光谱特性及色品坐标的 表示 　　LED 的光谱功率分布表示辐射功率随波长的变 化函数 , 它确定了LED 发光的颜色、光通量及显色 指数 , 通常用相对功率分布 S (λ) 表示。因此 , 已 知光源的相对光谱能量分布 , 可以确定光源的颜色 特性。 大量实验数据表明 , LED 的光谱功率分布可以 ? 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 用高斯分布函数 (1) 描述 : P (λ) = P 1 δ 2π exp - 1 2 λ - λp δ 2 δ = λ2 p ΔE 2 hc 2ln2 (1) 　　ΔE = 118 KT 为理想半高宽度 (实际值会由于材 料的不同产生一定的差异) , P 为光输出功率 (W) , λ p 为峰值波长 (nm) , h 为普朗克常数 (616261 × 10 - 30 JΠs) , c 为真空中的光速 (3 ×10 - 8 mΠs) , k 为 玻耳兹曼常数 (113807 ×10 - 23JΠK) [2 ] 。 混色实验结果表明 , 任何一种颜色