CN104409608B - 高中间视觉光效的高压白光led及其获得方法 - Google Patents

高中间视觉光效的高压白光led及其获得方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供高中间视觉光效的高压白光LED及其获得方法,提供高压白光LED,包括:高压蓝光芯片、及用于封装高压蓝光芯片的包含有封装材料及相混合的绿色荧光粉和橙色荧光粉的封装层;以不同亮度适用系数的中间视觉极限光效的平均值为优化目标,通过高压蓝光芯片的蓝光光谱、绿色荧光粉的绿光光谱和橙色荧光粉的橙光光谱的组合进行仿真模拟,得到所需相关色温,且满足显色指数(Ra)大于60和偏离黑体轨迹的色差(Duv)小于0.0054条件下的高压白光LED的相对光谱分布、明视觉极限光效、及S/P和中间视觉极限光效的平均值;解决了目前室外照明LED灯具相关色温偏高和在中间视觉环境下的实际视觉光效不理想的问题且省成本。

Description

高中间视觉光效的高压白光LED及其获得方法
技术领域
本发明涉及LED技术领域,特别是涉及一种高中间视觉光效的高压白光LED及其获得方法。
背景技术
室外照明一般亮度较低,例如道路照明,属于中间视觉环境下的照明。国际照明学会(CIE)于2010年推荐采用MES2模型作为基于视觉功能的中间视觉光度学来计算或测量在中间视觉环境下(中间视觉亮度在0.005cd/m2与5.0cd/m2之间)视觉亮度,这样作为低亮度照明光源的光效也需要用中间视觉光效(LEm)来表征实际照明环境视觉下的光源效率。研究表明在中间视觉环境下,对于暗视觉光通量与明视觉光通量之比(S/P)小于1的光源,中间视觉光通量随着明视觉亮度(Lp)的减小而减小;对于S/P大于1的光源,中间视觉光通量随Lp的减小而增大。这表明当明视觉光效相同时,S/P值越大的光源,其中间视觉光效也就越高,且随着适应亮度的降低,光效的优势越明显。一些研究者模拟计算了高压钠灯、金属卤化物灯和LED灯等不同S/P值的光源在不同中间视觉环境下的光效,结果表明S/P值较大值时中间视觉光效确实得到了较大提高。因此,目前用于室外照明的白光LED设计者追求S/P较大或最大的思想进行设计。然而S/P较大或最大并非中间视觉光效也较大或最大,其原因是S/P越大,其中间视觉光效也越高的前提(在相同明视觉光效的情况下)给忽略了。如果S/P值较大,但明视觉光效却较低的话,则中间视觉光效并不一定也会高。因此,需要提出一种适用于在不同中间视觉环境下高光效白光LED的设计方法。
目前的高压直流白光LED与低压直流白光LED一样都主要采用钇铝石榴石(YAG)荧光粉,其相关色温都高于4500K。但最近公布的国家标准《LED城市道路照明应用技术要求》(征求意见稿)中要求LED灯具显色指数(Ra)不应低于60,且额定色温不宜高于4000K。因此,目前仅采用YAG荧光粉的LED作为道路照明灯具的光源已不能使用。如果采用YAG荧光粉添加红色荧光粉来降低色温,其光效大幅降低。同时,目前用于室外照明的LED光源并未按照在中间视觉环境下达到高视觉光效的要求来设计,中间视觉光效不高,因此,需要开发相关色温低于4500K且适用于不同中间视觉环境下的高光效LED白光光源。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种在不同中间视觉环境下高光效的高压白光LED及其获得方法,用于解决现有用于室外照明白光LED光源的相关色温偏高和中间视觉光效不高的问题,以发挥LED在中间视觉环境下更节能的潜能和优势。
为实现上述目标及其他相关目标,本发明提供一种高压白光LED,所述高压白光LED包括:高压蓝光芯片、及用于封装所述高压蓝光芯片的包含有封装材料及相混合的绿色荧光粉和橙色荧光粉的封装层。
可选的,所述高压蓝光芯片分别单独引出正、负极至高压白光LED外部。
可选的,所述高压白光LED的相关色温(Tc)范围为4000K±200K,显色指数(Ra)大于60,暗视觉光通与明视觉光通之比S/P)大于1.4。
可选的,所述高压蓝光芯片的峰值波长为450-465nm,所述绿色荧光粉的峰值波长为515-535nm,所述橙光荧光粉的峰值波长为575-590nm。
可选的,所述高压蓝光芯片激发所述绿色荧光粉和所述橙色荧光粉的总荧光的色坐标为u=0.2278,v=0.3740,色坐标范围为dC<0.01。
可选的,所述高压白光LED为高压交流白光LED或者高压直流LED。
为实现上述目标及其他相关目标,本发明提供一种获得高压白光LED方法,所述获得高压白光LED方法包括:提供高压白光LED,其包括:高压蓝光芯片、及用于封装所述高压蓝光芯片的包含有封装材料及相混合的绿色荧光粉和橙色荧光粉的封装层;在[0,1]范围内的不同亮度适用系数m下的中间视觉极限光效的平均值为优化目标,通过高压蓝光芯片的蓝光光谱、绿色荧光粉的绿光光谱和橙色荧光粉的橙光光谱的组合进行仿真模拟,得到所需相关色温,且满足显色指数(Ra)大于60和偏离黑体轨迹的色差(Duv)小于0.0054条件下的高压白光LED的相对光谱分布、明视觉极限光效、及S/P和中间视觉极限光效的平均值。
可选的,所述的获得高压白光LED方法,包括:根据所述高压白光LED的相对光谱分布,确定所述高压白光LED的色度坐标(xw,yw);根据所述高压蓝光芯片的相对光谱功率分布的色度参数(Yb,xb,yb)和辐射通量φe,b、所述绿色荧光粉的相对光谱功率分布的色度参数(Yg,xg,yg)和辐射通量(φe,g)、以及所述橙色荧光粉的相对光谱功率分布的色度参数(Yor,xor,yor)和辐射通量(φe,or),按照以下公式(1)和公式(2)计算确定所述高压白光LED的相对光谱分布中的橙光的辐射通量与绿光的辐射通量之比Φe,or/Φe,g和绿光的辐射通量与蓝光的辐射通量之比Φe,g/Φe,b
;根据所计算的Φe,or/Φe,g和Φe,g/Φe,b,确定高压白光LED的相对光谱分布中的绿色荧光粉的辐射通量与橙色荧光粉的辐射通量的百分比、绿色荧光粉和橙色荧光粉混合的总荧光的辐射通量与高压蓝光芯片激发绿色荧光粉和橙色荧光粉混合封装层后剩余蓝光的辐射通量的百分比。
可选的,所述的获得高压白光LED方法,包括:根据所述高压白光LED的相对光谱分布中的绿色荧光粉的辐射通量与橙色荧光粉的辐射通量的百分比,通过控制所述绿色荧光粉和所述橙色荧光粉混合的比例,从而获得高压蓝光芯片激发所述绿色荧光粉和所述橙色荧光粉的总荧光的预设色度要求,所述预设色度要求指的是:所述高压蓝光芯片激发所述绿色荧光粉和所述橙色荧光粉的总荧光的色坐标为u=0.2278,v=0.3740,色坐标范围为dC<0.01;通过调整绿色荧光粉和橙色荧光粉混合封装层中绿色和橙色混合荧光粉与封装材料的百分比,控制所述绿色荧光粉和橙色荧光粉混合的总荧光的辐射通量与高压蓝光芯片激发绿色荧光粉和橙色荧光粉混合封装层后剩余蓝光的辐射通量的百分比,从而获得所需相关色温和显色性要求的在不同中间视觉环境下高光效的高压白光LED。
如上所述,本发明提供高中间视觉光效的高压白光LED及其获得方法,所述方法包括:提供高压白光LED,其包括:高压蓝光芯片、及用于封装所述高压蓝光芯片的包含有封装材料及相混合的绿色荧光粉和橙色荧光粉的封装层;以不同亮度适用系数(m=0,0.1,0.2,……,1)的中间视觉极限光效的平均值为优化目标,通过高压蓝光芯片的蓝光光谱、绿色荧光粉的绿光光谱和橙色荧光粉的橙光光谱的组合进行仿真模拟,得到所需相关色温,且满足显色指数(Ra)大于60和偏离黑体轨迹的色差(Duv)小于0.0054条件下的高压白光LED的相对光谱分布、明视觉极限光效、及S/P和中间视觉极限光效的平均值;解决了目前室外照明LED灯具相关色温偏高和在中间视觉环境下的实际视觉光效不理想的问题,能用更低的功率达到所需视觉亮度的要求,进而减少使用LED颗数,降低灯具成本,起到更加节能的效果。
附图说明
图1是本发明一实施例中的高中间视觉光效的高压白光LED的结构示意图。
图2是本发明一实施例中的高中间视觉光效的获得高压白光LED方法的流程图。
图3是本发明一实施例中的高压蓝光芯片的相对光谱分布示意图。
图4是本发明一实施例中的绿色荧光粉的荧光相对光谱分布示意图。
图5是本发明一实施例中的橙色荧光粉的荧光相对光谱分布示意图。
图6是本发明一实施例中相关色温为4000K的高压白光LED中高压蓝光芯片激发所述绿色荧光粉和所述橙色荧光粉的总荧光的相对光谱分布示意图。
图7是本发明一实施例中相关色温为4000K的高压白光LED的相对光谱分布示意图。
图8是本发明一实施例中相关色温为4000K的绿色(509nm)和红色(635nm)高压白光LED的相对光谱分布示意图。
图9是本发明一实施例中相关色温为4000K的YAG(558nm)和红色(606nm)高压白光LED的相对光谱分布示意图。
元件标号说明
100 高压白光LED
110 高压蓝光芯片
111 蓝光芯片正极
112 蓝光芯片负极
120 封装层
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供一种高中间视觉光效的高压白光LED,特别可为高压交流白光LED或者高压直流LED,所述高中间视觉光效的高压白光LED的相关色温为4000K±200K,显色指数(Ra)大于60,暗视觉光通与明视觉光通之比(S/P)大于1.4。
具体实现上,如图1所示,所述的高压白光LED 100包括高压蓝光芯片110和用于封装所述高压蓝光芯片110的封装层120,所述封装层120包含:封装材料、及混合的绿色荧光粉和橙色荧光粉,即由绿色荧光粉和橙色荧光粉与封装材料以预设百分比混合制成,现有技术中,LED封装材料主要有环氧树脂,聚碳酸脂,聚甲基丙烯酸甲脂,玻璃,有机硅材料等高透明材料;所述高压蓝光芯片110分别单独引出正、负极至高压白光LED外部;即从高压蓝光芯片110引出至高压白光LED 100外部的蓝光芯片正极111和蓝光芯片负极112。
如图2所示,本发明还提供一种高中间视觉光效的获得高压白光LED方法,通过该方法可以获得上述相关色温和显色指数规格,并且在不同亮度适用系数(m=0,0.1,0.2,……,1)下,中间视觉的光效都达到较高的高压白光LED。
所述高中间视觉光效的获得高压白光LED方法包括:
步骤S1:提供高压白光LED,其包括:高压蓝光芯片、及用于封装所述高压蓝光芯片的包含有封装材料及相混合的绿色荧光粉和橙色荧光粉的封装层;
步骤S2:以不同亮度适用系数(m=0,0.1,0.2,……,1)的中间视觉极限光效的平均值为优化目标,通过高压蓝光芯片的蓝光光谱、绿色荧光粉的绿光光谱和橙色荧光粉的橙光光谱的组合进行仿真模拟,得到所需相关色温,且满足显色指数(Ra)大于60和偏离黑体轨迹的色差(Duv)小于0.0054条件下的高压白光LED的相对光谱分布、明视觉极限光效、及S/P和中间视觉极限光效的平均值。
具体来讲,在一实施例中,可根据所述高压白光LED的相对光谱分布,确定所述高压白光LED的色度坐标(xw,yw);根据所述高压蓝光芯片的相对光谱功率分布的色度参数(Yb,xb,yb)和辐射通量φe,b、所述绿色荧光粉的相对光谱功率分布的色度参数(Yg,xg,yg)和辐射通量(φe,g)、以及所述橙色荧光粉的相对光谱功率分布的色度参数(Yor,xor,yor)和辐射通量(φe,or),按照公式(1)和公式(2)计算确定所述高压白光LED的相对光谱分布中的橙光的辐射通量与绿光的辐射通量之比Φe,ore,g和绿光的辐射通量与蓝光的辐射通量之比Φe,ge,b
另外,在一实施例中,可根据所述的Φe,ore,g和Φe,ge,b,确定高压白光LED的相对光谱分布中的绿色荧光粉的辐射通量与橙色荧光粉的辐射通量的百分比、绿色荧光粉和橙色荧光粉混合的总荧光的辐射通量与高压蓝光芯片激发绿色荧光粉和橙色荧光粉混合封装层后剩余蓝光的辐射通量的百分比。
进而,可根据所述高压白光LED的相对光谱分布中的绿色荧光粉的辐射通量与橙色荧光粉的辐射通量的百分比,通过控制所述绿色荧光粉和所述橙色荧光粉混合的比例,从而获得所述的高压蓝光芯片激发所述绿色荧光粉和所述橙色荧光粉的总荧光的色度要求;通过调整绿色荧光粉和橙色荧光粉混合封装层中绿色和橙色混合荧光粉与封装材料的百分比,控制所述绿色荧光粉和橙色荧光粉混合的总荧光的辐射通量与高压蓝光芯片激发绿色荧光粉和橙色荧光粉混合封装层后剩余蓝光的辐射通量的百分比,从而可以获得在相关色温为4000K±200K,显色指数(Ra)大于60,暗视觉光通与明视觉光通之比(S/P)大于1.4的高中间视觉光效的高压白光LED。
综上,本发明的实现原理是:利用色光混合相加原理、极限光效预测模型和光源显色性评价方法,以不同亮度适用系数(m=0,0.1,0.2,……,1)的中间视觉极限光效的平均值为优化目标,通过高压蓝光芯片的蓝光光谱、绿色荧光粉的绿光光谱和橙色荧光粉的橙光光谱的组合进行仿真模拟,得到所需相关色温,满足显色指数(Ra)大于60和偏离黑体轨迹的色差(Duv)小于0.0054条件下的高压白光LED的相对光谱分布,同时也确定了以下信息:
1)所需高压蓝光芯片、绿色荧光粉和橙色荧光粉的峰值波长范围。
2)所需绿色荧光粉的辐射通量与橙色荧光粉的辐射通量的百分比。
3)所需绿色荧光粉和橙色荧光粉混合的总荧光的辐射通量与高压蓝光芯片激发绿色荧光粉和橙色荧光粉混合封装层后剩余蓝光的辐射通量的百分比。
4)高压白光LED的明视觉极限光效、S/P值和在不同亮度适应系数下中间视觉极限光效的平均值。
利用本发明所述方法制作的灯具可适合用作道路,隧道、广场、公园、住宅小区等夜间室外照明。
在一实施例中,可采用特定峰值波长的蓝光芯片、绿色荧光粉和橙色荧光粉的组合,从而获得在不同中间视觉环境下的高中间视觉光效的白光LED。由于不采用在YAG荧光粉添加红色荧光粉来降低色温,而采用较低波段的绿色荧光粉和橙色荧光粉混合封装层等,从而减少因蓝光激发荧光粉而产生的光辐射能量转换损失,因此,光效将得到较大提高;由于采用在不同亮度适应系数下中间视觉光效的平均值作为优化目标的设计方法,获得的高压白光LED更适用于在不同中间视觉环境下的室外照明,并能明显提高在不同中间视觉环境下的实际视觉光效,能用更低的功率达到所需视觉亮度的要求,从而更加节能和降低LED灯具的成本。
以下举例说明本发明的技术功效,以1颗功率为1.10W的高压正白光LED,其中的高压蓝光芯片的正向压降为55V,额度电流为20mA为例,对本发明的实现过程进行详细描述,具体包括以下内容:
高压蓝光芯片的峰值波长为460nm,半高宽为25nm,其相对光谱分布如图3所示;
绿色荧光粉的峰值波长为524nm,半高宽为75nm,其相对光谱分布如图4所示;
橙色荧光粉的峰值波长为580nm,半高宽为80nm,其相对光谱分布如图5所示;
高压白光LED的白光由所述高压蓝光芯片激发所述绿色荧光粉的绿光与激发所述橙色荧光粉的橙光混合产生。根据所述高压蓝光芯片的蓝光、激发所述绿色荧光粉的绿光和激发所述橙色荧光粉的橙光的相对光谱分布,通过仿真模拟确定了在相关色温为4000K,显色指数(Ra)大于60和偏离黑体轨迹的色差(Duv)小于0.0054的所需要求下的信息如下:
驱动高压蓝光芯片时,绿色荧光粉被激发的绿光的辐射通量和橙色荧光粉被激发的橙光的辐射通量的百分比分别为29.9%和70.1%,绿色和橙色荧光粉混合被激发的总荧光的色坐标为u=0.2278,v=0.3740,相对光谱分布见图6。
驱动高压蓝光芯片时,蓝光的辐射通量与绿色荧光粉和橙色荧光粉混合被激发的总荧光的辐射通量的百分比分别为19.9%和80.1%,高压白光LED的色坐标为u=0.2221,v=0.3389,相对光谱分布见图7。
高压白光LED的明视觉极限光效为315lm/W、S/P为1.52和在不同亮度适应系数下中间视觉极限光效的平均值为375lm/W。
以本施例相同峰值波长的高压蓝光芯片而采用S/P作为优化目标的仿真模拟结果为绿色荧光粉的峰值波长为509nm,红色荧光粉的峰值波长为635nm,其明视觉极限光效为182lm/W、S/P为2.32和在不同亮度适应系数下中间视觉极限光效的平均值为269lm/W,其相对光谱分布见图8。同样,选择YAG荧光粉(558nm)和红色荧光粉(606nm)涂层,采用以S/P作为优化目标的高压白光LED的明视觉极限光效为272lm/W、S/P为1.61和在不同亮度适应系数下中间视觉极限光效的平均值为333lm/W,其相对光谱分布见图9。由此可以发现采用本发明以中间视觉极限光效的平均值为优化目标的方法获得高压白光LED的明视觉极限光效和中间视觉极限光效的平均值大大高于采用以S/P作为优化目标的结果。
本施例中采用的高压蓝光芯片的电压为55V,恒定电流为20mA的直流电源驱动高压白光LED,获得的高压白光LED的相关色温(Tc)、Duv、显色指数(Ra)、S/P、光通量Φ、明视觉光效(LEp)和中间视觉光效的平均值如表1所示。
表1:本施例和采用YAG荧光粉(558nm)和红色荧光粉(606nm)涂层高压白光LED的色光性能参数表
本施例获得的高压白光LED在不同亮度适应系数(m)下的中间视觉光效(LEm)如表2所示。
表2:本施例和采用YAG荧光粉(558nm)和红色荧光粉(606nm)涂层高压白光LED在不同亮度适应系数下的中间视觉光效(LEm)
由此可见,本发明获得的高压白光LED发出的白光其相关色温为4000K,在符合室外照明的色度和显色性要求的条件下,本施例的明视觉光效(LEp)达到122lm/W,中间视觉光效的平均值达到146lm/W。而采用YAG荧光粉(558nm)和红色荧光粉(606nm)涂层高压白光LED的色光性能参数见表1。从表1可见,尽管采用YAG荧光粉(558nm)和红色荧光粉(606nm)涂层高压白光LED的S/P达到1.61,大于本施例的S/P,但其明视觉光效却低于本施例,只有106lm/W,因此,其中间视觉光效的平均值仅达到130lm/W,仍低于本施例。从表2可见,在不同亮度适应系数下,本施例的中间视觉光效都明显高于采用YAG荧光粉(558nm)和红色荧光粉(606nm)涂层高压白光LED。从表1和表2可见,本施例的明视觉光效和中间视觉光效的平均值比采用YAG荧光粉(558nm)和红色荧光粉(606nm)涂层高压白光LED分别提高了15%和12%。因此,本发明解决了目前室外照明LED灯具相关色温偏高和在中间视觉环境下的实际视觉光效不理想的问题,本发明获得的高压白光LED能用更低的功率达到所需视觉亮度的要求,进而减少使用LED颗数,降低灯具成本,起到更加节能的效果。
采用本发明所述方法制作的白光照明灯具、白光照明设备和白光发光体都包括在本发明的范围内。本发明对今后推广白光LED在室外照明的应用和显示节能效果有着重大现实意义。
综上所述,本发明提供高中间视觉光效的高压白光LED及其获得方法,所述方法包括:提供高压白光LED,其包括:高压蓝光芯片、及用于封装所述高压蓝光芯片的包含有封装材料及相混合的绿色荧光粉和橙色荧光粉的封装层;以不同亮度适用系数(m=0,0.1,0.2,……,1)的中间视觉极限光效的平均值为优化目标,通过高压蓝光芯片的蓝光光谱、绿色荧光粉的绿光光谱和橙色荧光粉的橙光光谱的组合进行仿真模拟,得到所需相关色温,且满足显色指数(Ra)大于60和偏离黑体轨迹的色差(Duv)小于0.0054条件下的高压白光LED的相对光谱分布、明视觉极限光效、及S/P和中间视觉极限光效的平均值;解决了目前室外照明LED灯具相关色温偏高和在中间视觉环境下的实际视觉光效不理想的问题,能用更低的功率达到所需视觉亮度的要求,进而减少使用LED颗数,降低灯具成本,起到更加节能的效果。
由此可见,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业化利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种获得高压白光LED方法,其特征在于,所述获得高压白光LED方法包括:
提供高压白光LED,其包括:高压蓝光芯片、及用于封装所述高压蓝光芯片的包含有封装材料及相混合的绿色荧光粉和橙色荧光粉的封装层;
在[0,1]范围内的不同亮度适用系数m下的中间视觉极限光效的平均值为优化目标,通过高压蓝光芯片的蓝光光谱、绿色荧光粉的绿光光谱和橙色荧光粉的橙光光谱的组合进行仿真模拟,得到所需相关色温,且满足显色指数(Ra)大于60和偏离黑体轨迹的色差(Duv)小于0.0054条件下的高压白光LED的相对光谱分布、明视觉极限光效、及S/P和中间视觉极限光效的平均值。
2.根据权利要求1所述的获得高压白光LED方法,其特征在于,包括:
根据所述高压白光LED的相对光谱分布,确定所述高压白光LED的色度坐标(xw,yw);
根据所述高压蓝光芯片的相对光谱功率分布的色度参数(Yb,xb,yb)和辐射通量φeb、所述绿色荧光粉的相对光谱功率分布的色度参数(Yg,xg,yg)和辐射通量(φe,g)、以及所述橙色荧光粉的相对光谱功率分布的色度参数(Yor,xor,yor)和辐射通量(φe,or),按照以下公式(1)和公式(2)计算确定所述高压白光LED的相对光谱分布中的橙光的辐射通量与绿光的辐射通量之比Φe,ore,g和绿光的辐射通量与蓝光的辐射通量之比Φe,ge,b
&Phi; e , o r &Phi; e , g = &phi; e , o r Y g y o r &lsqb; ( x w - x g ) ( y b - y w ) - ( x b - x w ) ( y w - y g ) &rsqb; &phi; e , g Y o r y g &lsqb; ( x o r - x w ) ( y b - y w ) - ( x b - x w ) ( y o r - y w ) &rsqb; - - - ( 1 )
&Phi; e , g &Phi; e , b = &phi; e , g Y b y g &lsqb; ( x w - x b ) ( y o r - y w ) - ( x o r - x w ) ( y w - y b ) &rsqb; &phi; e , b Y g y b &lsqb; ( x g - x w ) ( y o r - y w ) - ( x o r - x w ) ( y g - y w ) &rsqb; - - - ( 2 ) ;
根据所计算的Φe,ore,g和Φe,ge,b,确定高压白光LED的相对光谱分布中的绿色荧光粉的辐射通量与橙色荧光粉的辐射通量的百分比、绿色荧光粉和橙色荧光粉混合的总荧光的辐射通量与高压蓝光芯片激发绿色荧光粉和橙色荧光粉混合封装层后剩余蓝光的辐射通量的百分比。
3.根据权利要求2所述的获得高压白光LED方法,其特征在于,包括:
根据所述高压白光LED的相对光谱分布中的绿色荧光粉的辐射通量与橙色荧光粉的辐射通量的百分比,通过控制所述绿色荧光粉和所述橙色荧光粉混合的比例,从而获得高压蓝光芯片激发所述绿色荧光粉和所述橙色荧光粉的总荧光的预设色度要求,所述预设色度要求指的是:所述高压蓝光芯片激发所述绿色荧光粉和所述橙色荧光粉的总荧光的色坐标为u=0.2278,v=0.3740,色坐标范围为dC<0.01;
通过调整绿色荧光粉和橙色荧光粉混合封装层中绿色和橙色混合荧光粉与封装材料的百分比,控制所述绿色荧光粉和橙色荧光粉混合的总荧光的辐射通量与高压蓝光芯片激发绿色荧光粉和橙色荧光粉混合封装层后剩余蓝光的辐射通量的百分比,从而获得所需相关色温和显色性要求的在不同中间视觉环境下高光效的高压白光LED。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10302493B2 (en) 2015-05-13 2019-05-28 Shenzhen University System and method for light optimization
CN105510003B (zh) * 2015-12-28 2018-03-13 深圳大学 光源视觉及非视觉效应性能的综合评估优化方法及系统
CN106604471B (zh) * 2016-12-31 2020-01-10 复旦大学 利用多个全光谱白光光源进行分段色温调节的方法
CN110137333B (zh) * 2019-04-19 2020-11-24 华南理工大学 一种根据生产数据调整白光led荧光粉配比的方法
CN111675492B (zh) * 2020-05-21 2022-05-27 中国计量大学 激光用高显色性能混合荧光玻璃薄膜及其制备方法和厚度预筛选方法
CN111860987B (zh) * 2020-07-08 2024-05-31 江苏科慧半导体研究院有限公司 混合荧光材料发射光谱预测方法和装置
CN113586987A (zh) * 2021-07-08 2021-11-02 广东欧曼科技股份有限公司 一种中间视觉高压灯带

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101571242A (zh) * 2009-05-27 2009-11-04 中国计量学院 一种蓝光芯片加量子点和yag荧光粉混掺的白光led发光装置
CN101764189A (zh) * 2009-12-29 2010-06-30 山西乐百利特科技有限责任公司 一种白光led
CN103811638A (zh) * 2012-11-06 2014-05-21 江苏稳润光电有限公司 白光led

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7318651B2 (en) * 2003-12-18 2008-01-15 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Flash module with quantum dot light conversion
US7834372B2 (en) * 2008-12-16 2010-11-16 Jinhui Zhai High luminous flux warm white solid state lighting device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101571242A (zh) * 2009-05-27 2009-11-04 中国计量学院 一种蓝光芯片加量子点和yag荧光粉混掺的白光led发光装置
CN101764189A (zh) * 2009-12-29 2010-06-30 山西乐百利特科技有限责任公司 一种白光led
CN103811638A (zh) * 2012-11-06 2014-05-21 江苏稳润光电有限公司 白光led

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