電流對白光LED光學特性的影響
4、對光通量的影響
發光二極管在調節光通量方面具有一定的優勢,器件的光通量隨著電流增加而增加,在100mA~250mA,光通量增加率為126.2%;從250mA~350mA時,電流的增加輻度較小且呈非線性增加,增加率為30.4%。PN結是發光二極管的核心部分,電流增加后,注入到發光區的電子和空穴數量增加,發生輻射復合的數量也會增加,器件的光通量增加。但當注入電流繼續增加到某一值時,光通量輸出不再增加,趨于飽和。

圖5 電流對發光效率的影響
5、對發光效率的影響
當電流增加時,注入發光區的電子發生非輻射復合的幾率變大,使器件的內量子效率降低,同時,由于電流增加導致器件的溫度升高,使熒光粉的量子效率降低并進一步增加了非輻射復合的幾率。在圖5中,由于驅動電流在正常的工作電流內,器件的發光效率雖有一定的降低,但變化的幅度并不大。
6、對峰值波長的影響
在LED發光譜中,最高峰對應的波長稱為LED的峰值波長。在測試峰值波長時,都是點亮1分鐘后才開始測試的,這是由于同時考慮了時間和電流的影響,長時間加熱導致了峰值波長向長波方向偏移,而電流的增加使峰值波長向短波方向偏移。藍光LED器件都是以GaN基制成的,GaN基發光器件穩定性較好,在熱平衡時,不同的電流,器件發光峰位置幾乎不變。
7、對顯色指數的影響
顯色指數(Ra)也是白色照明光源的一個重要指標,它是用來測量光源照到被照射物體上面,還原被照射物體所有顏色能力的指標,作為照明用的光源要求顯色指數越高越好,一般要求80以上,國際照明委員會(CIE)推薦的參考光源是Planck黑體輻射體,日常生活中的白熾燈的顯色指數接近100。

圖6 電流對顯色指數的影響
由于藍光LED與$熒光粉組成的白光系統,其光譜中缺少紅光成分,顯色指數還不理想,這也是目前業界研究的重點課題。顯色指數與光譜成分有關,電流增加但并不影響出光的光譜的分布,所以器件的顯色指數幾乎沒有變化。
8、小結
LED是一種電致發光器件,器件發光的各光學參數與流過器件的電流有直接的關系。隨著電流的增加,功率型白光LED的色溫會有一定的升高,色坐標(x,y)小,光通量增加但發光效率降低。作為照明用的功率型白光LED的主要技術指標隨電的變化而變化,但變化幅度不大,基本保持穩定,另外白光LED具有節能、長壽命和無污染等優點,所以白光LED是下一代照明光源的理想選擇。
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