《色彩知识与白光LE》PPT课件.pptVIP

2011.07.23,BMTC R&D Center James,色彩知识与白光LED,1,培训大纲,色彩的相关知识,1,2,白光LED,1,1.色彩的相关知识,光,1,光的电磁波理论与量子理论相辅相成 电磁波理论：圆满解释光的传递和干涉的现象 量子理论：成功解释光子如何激发电子的现象（光电效应）,2,人眼最敏感的光波长,人类的眼睛至少能感知到波长为380-780奈米（nm）的磁性光谱,而最为敏感的光波长为555奈米（nm） 。眼睛的敏感曲线图如下 ：,3,CIE 1931 Chromaticity Diagram (x, y),由CIE於1931年所制定. 将所有可见颜色用 xy 座标方式表现. 单一波长颜色位於最周围.,4,CIE 1931 以后的发展,CIE 1931 x*y*z表色系统：以2视野为基础，可应用至4 视野。 CIE 1960 “UCS”色度坐标：色差程度在（u,v）色度坐标上为等距离。,CIE 1964 X10Y10Z10辅助表色系统：10视野。 CIE 1976 L*u*v表色系统：UCS色度坐标（u,v）。 （u,v）=（u,1.5v) CIE 1976 L*a*b表色系统: 色差程度为等距离，且为直角坐标。,色坐标测量原理,首先测量在每一波长的光强度, 再经由相应的函数计算转为色坐标,CIE 1931 2-deg. matching functions,5,6,颜色区域敏感,人眼对于每个区域的颜色变化敏感度不同 延生出CIE 1976 Chromaticity Diagram (u, v).,色调与饱和度,7,波长与纯度判断方式,8,峰波长 (peak wavelength), p: 强度最高处之波长. 主波长 (dominant wavelength), d: 从 (1/3, 1/3) 处拉一直线, 经过色坐标, 与边缘交界处即是. 纯度 (purity) = a/b, 即与边缘距离的比例.,(1/3, 1/3),d = 530 nm,波長,強度,p,色温与相关色温 I,9,色温(color temperature, CT) 是根据 black body radiation 的光颜色所定义. 当某色坐标不在色温在线时, 最接近的色温即是相关色温 (correlated color temperature, CCT).,色温与相关色温 II,10,相关色温 (correlated color temperature, CCT) 是从1960 Chromaticity Diagram (u, v) 所定. 切线与色温线垂直.,黑体辐射轨迹,11,色温可以通过下面的公式计算得出,不同色温光谱,12,不同的色温有着不同的光谱,显色指数 (CRI),13,Color Rendering Index (CRI) 是用来判断光源的照明”质量”的指针. 将待测光源与同色温的标准光源 (black body radiation 或 simulated daylight) 照于8种标准颜色样品, 然后比较其颜色不同, 经计算得到Ei. 将8种颜色的Ei经由以下公式计算后, 得到的Ra值, 即一般所说的CRI. CRI最高是100.,High CRI,Low CRI,CRI 计算方式,14,以 CIE1964 W*U*V* uniform color space 为准, 决定待测光源的 CCT. 当 CCT 5000 K 时, 以 black body 当对照, 否则使用 CIE illuminant D. 无论何种当对照, 色温须与待测光源相同. 将 chromatic adaptation 纳入考虑, 经由转换成新坐标. 使用8种标准反射光谱来比较待测光源以及对照光源之间的差异, 可得Ei (i = 1 8). 将差异经由换算, 可得 Ri. 每个 Ri 最高100. 然后平均, 即可得到 Ra.,测试CRI的色彩样本,15,共有14个色彩样本. 只有前8 (18) 用来计算色差Ra ,后面的色彩样本 (914)为辅助用. 第9个是深红色. 除了 Ra 外, R9 也常被特别提出来检视在红色的表现.,色域（Color Gamut ）,16,是指某种设备所能表达的颜色数量所构成的范围区域 。 为了能够直观的表示色域这一概念，CIE国际照明协会制定了一个用于描述色域的方法：CIE-xy色度图。在这个坐标系中，各种显示设备能表现的色域范围用RGB三点连线组成的三角形区域来表示，三角形的面积越大，就表示这种显示设备的色域范围越大。,NTSC,色域比较,16,两种LED（ Yellow phosphor & Red + green phosphor ）vs NTSC,NTSC,NTSC,Yellow phosphor: 66% of NTSC,Red + green phosphor: 86% of NTSC,Y phosphor,RG phosphor,1,2.白光LED,1,LED白光的制造方法,白光LED是由多种颜色混合而成, 制作方式如以下所列:,2,目前BMTC 白光LED的制造方法,BMTC 白光 LED 生产方式是由蓝色芯片 + 黄色荧光粉,藍色晶片 + 黃色螢光粉,3,高CRI以及高效率的暖白光照明,使用蓝光芯片 + 黄色荧光粉 + 红光芯片, 由发光效率高的红光芯片制作暖光,4,荧光粉的转换作用,在蓝光LED上利用特殊荧光粉将部分蓝光转换成黄光而与剩下之蓝光混合成白光,5,YAG荧光粉的介绍,荧光粉是由主体晶格( host lattice，H )与活化中心( activator，A )构成，有时还有辅助活化剂( co-activator，coA )或称为增感剂。 (1)主体晶格:在激发过程中扮演传送能量的角色。 例如:Y3Al5O12:Ce3+中的Y3Al5O12。 (2) 活化中心:可以活化主体晶格。 例如:Y3Al5O12:Ce3+中之Ce3+。,6,Yttrium Aluminum Garnet ( YAG ) 之结构,Y3Al5O12 （YAG）,7,晶片，荧光粉与色坐标,白光LED一般是由蓝光晶片加上黄色荧光粉所混光而成. 从CIE色坐标图可知, 当两色混合时, 所产生的新颜色会落在两色坐标间之直线上. 晶片波长 & 荧光粉色坐标 & 荧光粉量决定颜色.,CIE 1931 Chromaticity Diagram,蓝光晶片,螢光粉,8,晶片与荧光粉,生产时使用晶片波长范围有限, 因此分布只限于晶片与荧光粉两点间的在线.,9,白光LED的制程,荧光粉,硅胶,混合后搅拌脱泡,点胶入碗杯內,烘烤固化,完成,10,荧光粉量与颜色,荧光粉添加越多, 颜色与荧光粉越接近, 反之则与芯片颜色接近.,11,影响入bin率的原因,12,温度与衰减,LED 寿命随温度上升而缩短. 对 High Po