Beleuchtung (Lighting) und Anzeige (Display) ist nun die optoelektronische Industrie in zwei kritischen Bereichen Entwicklung, bei gleichzeitiger Erhöhung der globalen fossilen Energieträgern Erschöpfung, Umweltverschmutzung zunehmend ernst ist, könnte es auch den "Energy" und "grünen" Eigenschaften weißen Doppel- LED (Light emittingdiode), Beleuchtung und Display-Geräte in die Einsatzmöglichkeiten in den letzten Jahren, und zwar eine hochkarätige Aufmerksamkeit.
Weiße LED-Energiesparlampen und Umweltschutz durch die Double-Features, in der Regel angenommen, dass die Glühlampe und fluoreszierende heißen revolutionäre Lichtquelle ersetzen; und Leuchtstofflampen und Display-Material ist der Schlüssel, um das Gerät Material, zumal die boomenden High-Brightness-LED wurde re- und eine hohe Priorität eingeräumt werden. Weiße LED hat mehrere mögliche Herstellungsverfahren, die Leuchtstoffe durch die weiße LED erzeugt Einsatz, wobei die Produktion durch eine einfache, leicht zu fahren, geringe Kosten und viele andere Vorteile, die Zukunft in der Beleuchtung und Displays, und andere Anwendungen ist verpflichtet, gespielt werden sehr wichtige Rolle.
Es gibt derzeit drei der häufigsten Art und Weise zu produzieren Weißlicht-LED, ist die erste, die rote, grüne, blaue, drei-Farbmischung zu tun, die zweite ist die Verwendung von UV-LED-Licht und dann rot, grün, blau Phosphor, und das gemischte weißes Licht, und drittens ist die Verwendung der Blu-ray hit dem gelben Phosphor, das Mischen von weißem Licht. Die meisten der heutigen High-Brightness-LED-Systeme verwenden multi-Phosphid (wie InGaAlP, etc.) oder Nitrid (wie InGaN, etc.) von Halbleiter-Materialien, durch seine helle Farbe und Material Bandlücke Licht emittierende Mechanismus der Einschränkungen, es ist alles Teil eines engen Welle Breite des monochromatischen Lichts. Doch auf die Beleuchtung und Display-Anwendungen, müssen die meisten auf eine weiße Lichtquelle zu verwenden, wenn verwendet, um weiße LED-Lichtquelle, die notwendige Kombination von technischen Anwendung von Licht und Farbe machen, bevor sie das Ziel erreichen kann, um weißes Licht zu erhalten. In weißem LED-Licht Farbkombinationen zwischen den verschiedenen verfügbaren Techniken können die Verwendung von Single-Chip-LED (Single-Chip-LED) mit verschiedenen Arten von fluoreszierenden Materialien für leichte und Mischlicht Farbwechseleffekt kombiniert als einer der bequemsten und kostengünstigsten beschrieben werden Methode, die anorganischen Leuchtstoff (Phosphor) von den weißen LED erzeugt in der Regel als PC-White-LED (Phosphor-konvertierte weiß-LED) bekannt sind, aufgetragen.
LED (Blau-LED + Yellow Phosphor), hat die Literatur darauf hingewiesen, dass das Emissionsspektrum einer solchen weißen LED, die blau-Band Teil der gesamten Energie von etwa 31 Prozent weiße und gelbe Licht durch Phosphor-Umwandlung der Anteil von weißem Licht für 69% des gesamten Anteils.
Auf der anderen Seite, wenn wir UV-LED-Leuchtstoffe mit weißen LED (UV-LED + R / G / B-Leuchtstoffe, etc.) hergestellt werden, sind UV-Licht aus dem UV-LED Umwandlung Phosphore alle mit sichtbarem Licht gebildet Daher Umwandlung von Lichtenergie durch den Leuchtstoff, weißes Licht ist fast zu 100% der Gesamtenergie nach der obigen Analyse schließen, können wir klar die Single-Chip-weißen LED Leuchtstoff in die Bedeutung und Stellung einnahm.
Weiße LED
Aber zum ersten weiß mit einer blauen LED LED ", Yttrium Aluminium Granat" (YAG: Ce3 +; Yttrium Aluminium Granat dopedwith Ce3 + Aktivator) sind aus gelbem Phosphor, die Einführung eines solchen weißen gemacht LED angezogen weltweite Aufmerksamkeit, sondern auch das Auftreten von eine neue Ära der LED-Anwendungen. In der Tat, die weiß in Zusätzlich zu den vorgenannten blau mit gelbem Phosphor Herstellungsmethode LED LED, die blaue LED immer noch mit grün / roten Ampel oder andere Kombinationen von Leuchtstoffen, oder auf mit blauem UV-LED / grün / rot oder andere Kombinationen von Leuchtstoffen gemacht.
Alternativ können Sie auch direkt bei einer Reihe von verschiedenen Farb-LED-Chips in ein Monomer (Single-Chip) weiße LED, oder die direkte Anwendung von verschiedenen Farben von LED-Licht Kombination aus weißen LED-Modul / array (LED-Modul oder Array) gemacht , obwohl die Ansteuerschaltung komplexer, relativ höheren Kosten, dann die Display-Beleuchtung und andere Aspekte der Leistung kann durch die Farbsättigung oder Farbraum Eigenschaften recht gut [7] hervorgerufen werden, kombiniert mit dem weißen Licht von Leuchtstoff produziert LED sind die Anwendungen unterschiedliche Überlegungen.
Leuchtstoffe in LED-Anwendungen, zusätzlich zu den oben genannten weißen LED, kann der LED-Chip für ein einzelnes Licht nicht die Farbe lila Licht und "ungesättigte light" und das Licht im Farbspektrum Farbe oder Licht emittierende Effizienz einer einzelnen LED-Chip schlechtes Licht Farbe wie grün, gelb Teil (ca. 520 ~ 590 nm Band einige helle Farbe), die alle mit der Anwendung. Die Kombination von Leuchtstoffen durch Leuchtdiode, mögliche Anwendungen, einschließlich Beleuchtung, Hintergrundbeleuchtung und Anzeige / Dekoration und andere spezielle Zwecke hergestellt worden ist. Wie bei den weißen LED-Beleuchtung und Display-Hintergrundbeleuchtungen zu berücksichtigen wichtige Features, darunter: Licht emittierende Effizienz, Lebensdauer, Farbtemperatur, Farbwiedergabe-Faktor und Farbumfang / Farbsättigung, die internationale Antwort auf diese wichtige Features, die auch unter aktiver Erstellung oder der Entwicklung von relevanten Daten und Prüfnormen. Das Weiß der wichtigsten Merkmale und Nachfrage LED waren wie folgt.
1, die Lichtausbeute
Light-Emitting Effizienz des Produkts, sondern eine der wichtigsten Funktionen. Weiße LED-Beleuchtung-Gerät oder System-Effizienz, in der Regel lichtemittierende Wirkungsgrad (Lichtausbeute; Lumen pro Watt; LPW; lm / W) zu veranschaulichen.
Nach den USA im September 2007 angekündigt durch die Solid-State-Lichtquellen für Beleuchtungsanlagen, "Energy Star (ENERGY STAR?)" Spezifikation, die Anforderungen der Klasse A (Near-Term-Anwendungen) auf verschiedenen Einrichtungsgegenständen und Anwendungen (z. B. basieren Innen-oder Außenbereich ) gesetzt ist, wird die Lichtausbeute zwischen 20 ~ 35 lm / W zwischen; Klasse B (Future Performance-Ziele) sind Lichtausbeute im Vergleich zu ≧ 70 lm / W. eingestellt
2, das Leben
Die meisten der aktuellen LED Lumen Dämpfung (Lumen Abschreibungen), um das Ausmaß des Lebens zu definieren, wählen oft die Anzahl der Verfall der ursprünglichen Lumen von 50% bzw. 70% der Zeit (L50 oder L70, bzw. im Namen), da die Lebensdauer der LED-Lichtquelle Indikatoren. Für LED-Module / array (Modul / Array), der aktuellen Energy Star-Standards durch die Heimat-Building-Anwendungen für die 25.000 Stunden L70, L70 Wohn-Outdoor-Anwendungen wie ≧ 25.000 von diesen Stunden, alle kommerziellen Applikatoren L70 eingestellt wurde ≧ 35.000 Stunden. Ein anderes Leben Kenngrößen mit weißer LED-Farbe für die Pflege-Rate (Color Wartung), die US-Energy Star-Anforderungen in der aktuellen Lebensdauer der vorgenannten Frist, koordiniert alle Solid-State-Lichtquellen Beleuchtungskörper CIE 1976 Farbigkeit der kleinen Änderungen notwendig bei 0,007.
3, Farbtemperatur
Aber nach der Definition der Farbtemperatur schwarzen Heizung, wenn die Temperatur bis zu einem gewissen Grad oder mehr steigt, wird das Licht allmählich, verändern ihre Farbe, die Farbe des Lichts entsprechend der Temperatur zur absoluten Temperatur K (Kelvin), dass sich die Farbtemperatur, und diese Farbe Temperaturkurve in der Regel als Planck-Kurve (Plankian locus) bekannt.
Die Planck-Kurve ist nicht die Farbkoordinaten der Regel auf der Kurve der nächsten Farbtemperatur zu vertreten ausgewählt, spricht man von der Farbtemperatur assoziiert (Farbtemperatur, CCT), können in der Regel zu iso-CCT-Linien (mit Po Lang bezogen werden Schnittpunkt jedes Kurvensegment g) an den Richter zu unterstützen, ist der U. S. Energy Star-Standards für alle Solid-State-Lichtquellen von Beleuchtungseinrichtungen (Alle Leuchten), der 7.000 K bis 2.500 K Farbtemperatur Bereich, die Farbe Koordinatensystem (wie die CIE 1931 ) im Inneren entlang der Planck-Kurve, eingeteilt in 2.700 K, 3.000 K, 3.500 K, 4.000 K, 4.500 K, 5.000 K, 5.700 K und 6.500 K Farbtemperatur Standard von acht (Nominal CCT) von acht rechteckigen Blöcken (Vierecke), wie in Abbildung 4-3-4 dargestellt, die Vertex-Koordinaten eines jeden Blocks gibt es klar definierte, dass weiße Festkörper-Lichtquellen, wie die Farbkoordinaten, die auf den acht rechteckigen Blöcke fallen müssen LED innen. Ein weiteres verwandtes Feature und Farbtemperatur sind für den Grad der Farbe (Color SpatialUniformity), die unterschiedlichen Perspektiven CIE 1976 Farbwertanteile der Änderungen muss kleiner als 0,004, zugelassen hat.
4, Farbwiedergabe Faktor
CRI (Farbwiedergabe) ist die Beleuchtung, um die Objekte in der Farbe der Gläubigen die Fähigkeit verfügt, in der Regel in Farbwiedergabe Faktor (Color Rendering Index, CRI) zeigen, als Indikator, ist die Messung Standard der Standard-Lichtquelle (hot Glühlampe oder D65 Standard Licht-) Licht Farbe des Objekts dargestellt wird als 100 (dh 100% true color) definiert und stellt den Test Lichtquelle für Objekte zeigten das wahre Ausmaß der Farbe prozentualen Wert (zB 75, dass 75% der tatsächlichen Farbe), wie dieser Test Lichtquelle Farbwiedergabe Faktor. CRI-Koeffizient Messungen und Berechnungen [13], aber die Verwendung von vierzehn Arten von Standard-Farbe der Probe (14 ausgewählten Munsell Proben;) finden Sie eine Standard-Farbe für jede Farbe der Spielwert. Energy Star ist derzeit einschlägigen Bestimmungen der Farbwiedergabe der Indoor-Einsatz von Solid-State-Lichtquellen Beleuchtungskörper aller Farbwiedergabe Faktor von nicht weniger als 75 (Hinweis: das Original für die CRI, ist zu bestimmen, der Ra-Wert sein sollte).
5, den Farbumfang / Farbsättigung
Farbe zeigt Farbraum bezieht sich auf den Betrag, den Farb-Display kann (dh, wie die Anzeige im CIE-Koordinatensystem finden Sie auf der Farbpalette oder angezeigt werden) von einem Performance-Index auch als praktische auf die Farbsättigung bekannt.
Bezogen auf das CRI ist in die Bedeutung der Beleuchtung wird angezeigt Farbraum verfügen über die Fähigkeit, ein wichtiger Indikator für die Farbe zu zeigen. Im Wesentlichen einen einzigen weißen LED kann nicht über die Art ihrer Farbskala, nicht über eine eigene getrennte Farbskala des Performance-Index.
Allerdings, wenn die weiße LED-Anwendungen wie TFT-LCD-Display die Hintergrundbeleuchtung Quelle, durch die Farbfilter wird brechen in die rot / grün / blau (R / G / B) und andere Grundfarben, jedes Pixel und dann durch die drei Primärfarben des Lichts steuern und die Farben zu zeigen, und seine Anwendung der Eigenschaften der weißen LED-Lichtquelle, wird es sich auf dem Display des Farb-Display-Fähigkeit.
Merkmale der aktuellen Anzeige Farbskala, oft NTSC (National Television System Committee) Farbraum als Standard für den Vergleich entwickelten, entwickelten sie die drei Grundfarben des CIE 1931 Farbkoordinaten (x, y)-Werte waren: R (0,674 , 0,326), G (0.218,0.712), B (0.140,0.080). Zur Darstellung der am häufigsten verwendeten LCD CCFL Hintergrundbeleuchtung, seine beste Platzierung des NTSC Farbraums nur etwa 72% ist, wie Anwendung von weißen LED als Hintergrundbeleuchtung des LCD-Monitors sind viele Hersteller wie seine Farbe Fähigkeiten bekannt mehr als 100% NTSC-Bereich.
Phosphor
Unter den verschiedenen Arten von fluoreszierenden Materialien, die in "PL (Photolumineszenz)" das am häufigsten verwendete fluoreszierende Materialien, solche Materialien sind auch in LED verwendet, die so genannte leichte Umwandlung Materialien. Typischerweise werden die anorganischen fluoreszierenden Material, sondern aus "das wichtigste Material (Host-Materialien)", "Aktivator / Lumineszenz-Zentren (Aktivatoren / Leuchtende Zentren)" und andere "Dotierstoffe" (Dotierstoffe), etc., von denen die meisten das wichtigste Material aus der Aushärtung ,, Schwefeloxide, Stickoxide und Nitride der Zusammensetzung wird die Aktivator / Lumineszenz-Center vor allem für den Übergang Elemente oder Elemente der Seltenen Erden in Ionen-Basis, da die derzeitige gemeinsame LED fluoreszierendem Material aufgebracht werden kann,
Wie bereits erwähnt, LED-Single-Chip-Typ weißen fluoreszierenden Materialien notwendig, bevor sie die erforderliche Beleuchtung mit weißem Licht bekommen können, und fluoreszierenden Materialien relevant Single-Chip-weißen LED Lichtausbeute, Stabilität, Farbwiedergabe, Farbtemperatur, Eigenschaften des Lebens andere Gegenstände kann als Single-Chip-weiße LED-System in einem sehr wichtige Materialien beschrieben werden.
Wie für die mit LED einen Leuchtstoff wichtiges Merkmal Anforderungen zählen: (1) die entsprechende Anregung (2) die entsprechende Strahlungsspektrum (3) einen hohen Wirkungsgrad (4) eine hohe Stabilität und andere wichtige Dinge, und die Funktionen sind im Folgenden beschrieben.
1, Anregung (Excitation) Funktionen
Fluoreszierendem Material in die weißen Applikationen, LED Anregung Band und Farbabstimmung LED ist die wichtigste Voraussetzung für die derzeitige Anwendung des fluoreszierenden Materials durch das weiße LED hergestellt werden, sind die LEDs meist nahen Ultraviolett-Strahlung Wellenlänge oder lila, blauen Bereich, Deshalb bei der Anwendung von Fluoreszenz-Anregungs-Eigenschaften von Materialien in die 350 ~ 470 nm im Wellenlängenbereich, kann UV-LED-oder Blue-LED inspiriert.
Eigenschaften von Materialien zu Fluoreszenzanregungsspektren oft (Photolumineszenz-Anregungsspektrum; PLE) zu stimulieren, um zu bestimmen, kann in der Regel Fluoreszenz-Spektrometer eingesetzt werden (Photolumineszenz-Analysator) werden Messungen. Da das Emissionsspektrum der LED-Strom Wellenform zwischen Halbwertsbreite mehr zwischen 10 ~ 30 nm, und die Lichtwelle durch operative Faktoren (wie Temperatur, Leistung zu beeinflussen) können betroffen sein und zu migrieren, so das fluoreszierende Material hat zu stimulieren mehr breitbandige ist in der Regel besser.
2, Licht (Emission) Funktionen
Fluoreszierende Materialien emittierende Eigenschaften des Lichtspektrums kann (Photolumineszenzspektrum; PL) zu seinem Volumen bestimmen kann, gemessen mittels Fluoreszenz-Spektroskopie erhalten. Darüber hinaus kann die Lumineszenz-Analysator auch angewendet Farbwertanteile Farbwertanteile (CIE Chromaticitycoordinates) Wert, der Hilfs-Richter, so umfassenderes Verständnis der Eigenschaften von fluoreszierenden Licht emittierenden Materialien gemessen werden.
Fluoreszierende Materialien in verschiedenen Anwendungen, ist eine andere Nachfrage Eigenschaften, wie z. B. Beleuchtung Anwendungen, die Vereinigten Staaten OIDA Daten (8) wies darauf hin, dass 610 nm (R), 540 nm (G), 460 nm (B) der wichtigsten RGB Wellenlänge, so kann eine optimale Kombination von weißem Licht werden; andere Aspekte der Display-Beleuchtung Anwendungen, die Literatur, dass die 625 nm (R), 535 nm (G), 450 nm (B) die drei Grundfarben dominante Wellenlänge, lassen sich sehr zeigen konsistente Farben.
3, der Wirkungsgrad der Energieumwandlung (Energy-Wirkungsgrad)
Fluoreszierendem Material in der LED-Anwendung, die, streng genommen, müssen auch bedenken, Stokes Wirkungsgrad, Quanteneffizienz und Wirkungsgrad von Lichtstreuung Effizienz der wichtigen Faktoren und verschiedene andere Gegenstände.
Stokes-Wirkungsgrad (Stokes Wirkungsgrad; SE; ηSS), aber wegen Fluoreszenzlicht Umwandlung Material in den Betrieb in der Regel folgt der Ein-Photonen-Umwandlung, sondern durch die kurzwellige energiereiche Photonen in weniger Energie langwellige Photonen Energieverlust haben, zeigten sie den Wirkungsgrad der Energieumwandlung, dass die sogenannten Stokes Wirkungsgrad ist. Die Anwendung von Phosphor-Produktion von LED, fluoreszierende Materialien, leuchtende Wellenlänge der Anregung und der Abstand sollte nicht zu viel, oder kommt es zu übermäßigem Stokes Energieverlust verursachen.
QE (Quantum Efficiency; QE; ηQE) zu Fluoreszenzlicht Umwandlung Material der tatsächlichen Effizienz-Indikatoren, die definiert ist als im Vergleich:
QE = (Anzahl der emittierten Photonen) / (Anzahl der absorbierten Photonen)
Dass die Quanteneffizienz der fluoreszierenden Materialien wandeln Licht für die Durchführung der Anzahl der emittierten Photonen und das Verhältnis der Anzahl der Photonen, absorbiert. Quanteneffizienz von fluoreszierenden Materialien sind in der Regel mit der Fluoreszenz-Spektrometer Ulbricht-Kugel zu messen und dann als Leuchtstoff Quelle, Qualität, Anregungs-und Mess-Faktoren wie unterschiedliche Methoden, die in der Literatur der Quanteneffizienz angegebenen Werte sind oft erhebliche Unterschiede kombiniert.
Dies erforderte besondere Note ist das fluoreszierende Material-Effizienz-Indikatoren können auch die Energieumwandlung (Energieeffizienz, EE; ηEE) zu vertreten hat, die wie folgt definiert ist:
EE = (Output oder abgestrahlte Leistung) / (Ein-oder abgestrahlte Leistung) = QE × SE
Dies ist ein fluoreszierendes Material, das Licht freigesetzte Energie (oder Energie) und die Absorption von Lichtenergie (oder Energie) Verhältnis zu konvertieren. Lichtstreuung Effizienz (Scattering Efficiency), aber unter den Phosphore für LED und Verpackungsmaterialien wegen der unterschiedlichen Brechungsindex, Lichtstreuung Verluste aus der Wirkungsgrad der Energieumwandlung von den anderen durch das Licht Umwandlungsprozess, der net vorgestellt Lichtstreuung Verlust von Energie, die Energie durch den Leuchtstoff absorbiert wird, so dass der Wirkungsgrad der Licht streuenden Effizienz zu absorbieren (Absorption Efficiency; AE; ηAE) hieß es. Lichtstreuung Verlust und die relative Brechungsindex, Partikelgröße und andere Gegenstände von Faktoren im Zusammenhang mit der Wellenlänge des Lichts, und Leuchtstoffe in der LED-Anwendung unter seinen Verlust kann so hoch sein wie 10 bis 20% der gesamten Energie-Verhältnis.
4, (Stabilität)
LED fluoreszierendem Material in die Stabilität, Stabilität der Umwelt eingesetzt und kann in verschiedene Stufen der Temperaturstabilität in Betracht gezogen werden aufgeteilt werden. Fluoreszierende Materialien, ökologische Stabilität, mit der eng mit der chemischen Stabilität, wie fluoreszierende Materialien, die für Wasser, Sauerstoff oder sogar notwendig, um ein hohes Maß an UV-Stabilität haben im Zusammenhang, so der Anfang wird eine längere Lebensdauer haben. Im Allgemeinen ist das Sulfid Reihe von fluoreszierendem Material ökologische Stabilität Armen, die anfälliger für Wasser, Sauerstoff und UV-Strahlung sich aus den Auswirkungen des Phänomens der relativen Oxid und Nitrid-basierten fluoreszierende Material ist hervorragend ökologische Stabilität.
Die übrigen Bestimmungen der Temperaturstabilität, und viele Studien haben Fluoreszenzlicht Umwandlung Material in den Betrieb gefunden, oft aufgrund von Temperatur und führen zu einer verminderten Lumineszenz Effizienz [15], und unterliegen Farbdrift (Color Shift) Phänomen. Jüngste Forschungsergebnisse [16] festgestellt, dass viele Nitrid fluoreszierendem Material sehr gute Temperaturstabilität, die Nitrid-basierten Leuchtstoff wird in dem die aktuelle LED-Anwendungen, eine der wichtigsten öffentliche Aufmerksamkeit.
5 weiße LED mit Leuchtstoff Relevanz
Fluoreszierende Materialien und Single-Chip-Weiß wichtigsten Eigenschaften von Relevanz LED, wie in Abbildung 4-3-6, 4-3-6 Abbildung gezeigt kann über den Einsatz von Phosphor-weißen LED gestellt werden, oder die Lichtabsorption Effizienz von Phosphor Streueffizienz, Quantenausbeute, Stokes Wirkungsgrad und andere Faktoren, die eng auf die gesamte Lichtausbeute weißer LED. In der K (lm / Wo) Wert, der LER (Lichtausbeute von Strahlung), oder die sogenannte maximale theoretische Effizienz-Wert ist, mit dem Emissionsspektrum des menschlichen Auges und visuelle Effekte Funktion (Vision Kurve) im Zusammenhang mit Forschung Daten darauf hin, dass angemessene hingewiesen
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