各种波长及其颜色

1、.1、芯片发光颜色COLW红Red：R610nm-640nm 黄Yellow：Y580nm-595nm兰Blue：B455nm-490nm 兰绿Cyan：C 490nm-515nm绿Green：G501nm-540nm 紫Purple：P380nm-410nm琥珀Amber：A590nm-610nm 白White：W2黄绿Kelly：K560nm-580nm 暖白Warm whiteW32、颜色波长 红：R1：610nm-615nmR2：615nm-620nmR3：620nm-625nmR4：625nm-630nmR5：630nm-635nmR6：635nm-640nm 黄：Y1：580nm-

2、585nmY2：585nm-590nmY3：590nm-595nm 琥珀色：A1：600nm-605nmA2：605nm-610nm 兰绿：G1：515nm-517.5nmG2：517.5-520nmG3：520nm-525nm G4：525nm-530nm G5：530nm-535nmG6：535nm-540nm 兰：B1：455nm-460nmB2：460nm-462.5nmB3：462.5nm-465nmB4：460nm-465nmB5：465nm-470nmB6：470nm-475nmB7：475nm-480nmB8：480nm-485nmB9：485nm-490nm 黄绿：K1：56

3、0nm-565nmK2：565nm-570nmK3：570nm-575nmK4：575nm-580nm 纯绿： C1：490nm-495nmC2：495nm-500nmC3：500nm-515nm图文：颜色的度量CIE1931色度图 明度、色调和饱和度称为颜色视觉三特性。明度就是明亮的程度；色调是由波长决定的色别，如700nm光的色调是红色，579nm光的色调是黄色，510nm光的色调是绿色等等；饱和度就是纯度，没有混入白色的窄带单色，在视觉上就是高饱和度的颜色。光谱所有的光都是最纯的颜色光，参加白色越多，混合后的颜色就越不纯，看起来也就越不饱和。国际照明委员会CIE1931年制定了

4、一个色度图，用组成某一颜色的三基色比例来规定这一颜色，即用三种基色相加的比例来表示某一颜色，并可写成方程式：式中，C代表某一种颜色，R、G、B是红、绿、蓝三基色，R、G、B是每种颜色的比例系数，它们的和等于1，即RGB1，“C是指匹配即在视觉上颜色一样，如某一蓝绿色可以表达为：如果是二基色混合，那么在三个系数中有一个为零；如匹配白色，那么R、G、B应相等。任何颜色都用匹配该颜色的三基色的比例加以规定，因此每一颜色都在色度图中占有确定的位置。色度图中：X轴色度坐标相当于红基色的比例；Y轴色度坐标相当于绿基色的比例。图中没有Z轴色度坐标即蓝基色所占的比例，因为比例系数XYZ1，Z的坐标值可以推算出

5、来，即1一XYZ。国际照委会制定的CIE1931色度图如附图31。色度图中的弧形曲线上的各点是光谱上的各种颜色即光谱轨迹，是光谱各种颜色的色度坐标。红色波段在图的右下部，绿色波段在左上角，蓝紫色波段在图的左下部。图下方的直线局部，即连接400nm和700nm的直线，是光谱上所没有的、由紫到红的系列。靠近图中心的C是白色，相当于中午阳光的光色，其色度坐标为X03101，Y03162。设色度图上有一颜色S，由C通过S画一直线至光谱轨迹O点590nm，S颜色的主波长即为590nm，此处光谱的颜色即S的色调橙色。某一颜色离开C点至光谱轨迹的距离说明它的色纯度，即饱和度。颜色越靠近C越不纯，越靠近光谱轨

6、迹越纯。S点位于从C到590nm光谱轨迹的45处，所以它的色纯度为45色纯度CSCO×100。从光谱轨迹的任一点通过C画一直线抵达对侧光谱轨迹的一点，这条直线两端的颜色互为补色虚线。从紫红色段的任一点通过C点画一直线抵达对侧光谱轨迹的一点，这个非光谱色就用该光谱颜色的补色来表示。表示方法是在非光谱色的补色的波长后面加一C字，如536G，这一紫红色是536nm绿色的补色。CIE1931色度图有很大的实用价值，任何颜色，不管是光源色还是外表色，都可以在这个色度图上标定出来，这就使颜色的描述简便而准确了。例如为了保证颜色标志的正确识别和交通平安的管制，在CIE1931色度图上规定了具体的X

7、围，它适用于各种警告信号和颜色标志的编码。再如在CIE1931色度图上，可推出由两种颜色相混合所得出的各种中间色。如Q和S相加，得出Q到S直线的各种中间颜色，如T点，由C通过T抵达552nm的光谱色，可由552nm的波长颜色看出T的色调，并可由T在C与552nm光谱色之间所占位置看出它的纯度。在实际应用中，如彩色电视、彩色摄影乳胶处理或其它颜色复现系统都需要选择适当的红R、绿G、蓝B三基色，用来复现白色和各种颜色，所选定的R、G、B在色度图上的位置形成一个三角形。应使R、G、B三角形尽量能包括较大面积，同时R、G、B线应尽量靠近光谱轨迹，以复现比拟饱和的红、绿、蓝等颜色。尽管短短的几年来，白光

8、LED的研发和应用取得举世瞩目的成绩，但目前还存在诸多问题，只能用于一些特殊的领域中。我们注意到，目前普通的白光LED与用作照明光源白光LED的概念是有质的差异，并不是越“白越好。人们对用作照明的白光光源有着严格的要求，国际和我国早已制定标准。照明光源有六个严格的标准色温区：6400K、5000K、4000K、3450K、2900K及2700K及其相应的色域，照明光源的色品质参数是相互关联的。必须同时得到满中，方可称为合格的照明光源。尽管目前作为照明光源白光LEDs还没有国际CIE标准及中国的国家标准，但是应当参照国际CIE和中国国家标准来要求和指导白光LEDs新照明光源的开展和应用。迄今有关

9、不同色温度，高显色性白光LED的色品质和光谱特性报道欠缺。本文按照国家照明光源标准，报告和分析所研发的8000-4000K不同色温的白光LED的发射光谱、色品质及光电特性。       1、 实现相关色温原理和实验 从市场上可以很方便地购得多家公司提供的不同等级的InGaN蓝光LED芯片。这些芯片样品可分为发射波长455-460nm、460-465nm及465-470nm；光强一般在40mcd以上。蓝芯片尺寸大多为320X320um左右。依据发光学光转换和色度学原理，采用蓝光LED芯片和可被蓝光有效激发的荧光粉有机组合成白光LED技术

10、实现白光。荧光粉选择是多样性的，可以是一种黄色荧光粉或黄色和红色混合荧光粉。调控各发光颜色强度比，实现各种色温的白光。将含有荧光粉的优质高透过率树脂胶仔细涂覆在蓝芯片周围，用常规的封装工艺和环氧树脂封装成常规5mm子弹型和半球型白光LED。白光LED的发射光谱，色品技及其他光电特性由浙大三色仪器XX生产的型号为SPR-920D型光谱辐射分析仪测试记录。该仪器配有一个0.5m的积分球及直流电源。所有实验均在室温下进展，白光LED的发射光谱在正向电流IF=20mA下测试。 2、 不同色温白光LED的光谱特性        21

11、8000K的白光LED 7000-10000K白光呈现发蓝高色温的白光。在照明光源标准中没有这个标准。它是不能有作普通家庭照明光源的。这种高色温发蓝的白光LED可以用于要求不严的特殊照明和指示中，有一定用途。图1给出相关色温为8070K的半球5白光LED的发射光谱。它是由InGaN蓝光LED的电致发光光谱和稀土YAG：Ce体系黄色荧光体被蓝光激发的光致发光光谱所组成，两光谱的本质是不同的。这样构成相关色温为8070K的发蓝的白光光谱，色品坐标x=0.2979，y=0.2939，在黑体轨迹的附近。 22 6400K的白光LED 图2是在正向电流IF=20mA下的色温为6450K的白光LED的发射

12、光谱。它是属于色温为6400K的日光色。是目前照明光源使用的最广泛的色温之一。其光谱所组成。和图1光谱相比，黄成份的光谱增强，色温降低。此时白光LED中的蓝光EL光谱和只有InGaN LED的蓝光光谱相比是有差异的，因为发生荧光体高效的吸收蓝光和光转换的辐射传递。而这种光吸收激发与荧光体的激发光谱密切相关。由于这种荧光体光转换过程致使白光LED中的蓝光光谱的能量分布、发射峰以及半高宽等性质发生变化。所涂覆的荧光粉越多，蓝色光谱变化越严重，在低色温的白光LED中更为明显。       该白光LED的色品坐标X=0.3146，Y

13、=0.3360，它们落在CIE标准色度图6400K标准色温的色容差图的最内圈，其色容差1.9，很满意，显色指数Ra为82，完全符合照明光源的要求。       23 5000K的白光LED 色温5118K的白光LED的发射光谱如图3所示，它属于标准色温为5000K的中性白光。光谱性质和上述一样，只是光谱中的黄成份的比例增加。该白光LED的色品坐标X=0.3422，Y=0.3543，其色容差在5000K标准色温的色域中为2.1，很满意，Ra=81。完全符合照明光源的光色参数要求。假设要提高显色指数Ra，需要增加光谱中的红成份，可能牺牲光

14、效。此外，在IF=20mA下，白光LED的光转换倍数高达4.9倍。这里所说的光转换倍数B定义是在某一正向电流IF和不同的色温下，是不同的。       24 4000K的白光LED 迄今有关符合照明光源标准要求的4000K白光LED光谱和色品质的报告很少。这是因为仅用稀土YAG：Ce体系黄色荧光体难以制作符合要求的Tc4000K的白光LED，显色指数低，色品质差。为此，需要参加适量的红色荧光体，补足光谱中红成份。图4为我们开发4019K白光LED的发射光谱，它属于标准的色温为4000K的冷白色。光谱中黄和橙成份增加，相对光谱中蓝成份的

15、比例进一步下降。该白光LED的色品坐标X=0.3810，Y=0.3815，在标准4000K色温的色容差的最内圈中，其色容差为0.6，显色指数Ra=82。色品质甚佳，完全符合照明光的严格要求。 3、白光LED的性质与IF的关系        31 色品坐标 光源的色品坐标是一个重要参数。图5给出5000K白光LED在不同正向电流IF驱动下的色品坐标X和Y值的变化曲线。这条曲线给绘在标准6400K色温的色容差图中，具有直观动态感。其中纵坐标为Y值，横坐标为X值，而上横坐标为IFmA。显然，随IF增加，色品坐标X和Y值逐

16、渐偏离，到IF=70，80mA时，偏离非常严重。        32 相关色温 由上述色品坐标X和Y值随IF的变化，指明发生色漂移，这必然在相关色温中也呈现反映。图6表示白光LED在不同IF工作下的相关色温变化规律。显然，随着IF增加，相关色温TcK逐渐增加，由日光色变为蓝白色。这是因为随正向电流IF的增加，白光LED的发射光谱，特别是InGaN LED蓝芯片的发射光谱发生很大变化，导致白光的发光颜色、色品质等性能改变。       33 白光LED的光通和光效 制

17、作的白光LED的光通和光效随施加的正向电流IF的变化曲线如图7所示。光通呈亚线性增加，趋向饱和，而光效逐渐下降。白光LED的光效下降与Taguchi等人的结果是一致的。白光LED的光通和光效的这种变化，在不同色温的白光LED中是一致的。对这种小功率白光LED来说，既要照顾光通量，又要考虑光效，故一般选择在IF=20mA下工作。 早期Nakamura等人已指出，InGaN/AlGaN DH蓝光LED的光输出功率随IF增加呈亚线性增加。我们认为，引起白光效随IF增加逐渐降低的因素是多方面的。首先，蓝光InGaN芯片的发光效率随IF增加而逐渐降低的因素是多方面的。首先，蓝光InGaN芯片的发光效率随IF增加而逐渐下降；第二，随着IF增加，P-N结温快速升高，结温和环境温度上升，对半导体蓝光芯片和荧光粉的发光将产生严重的温度猝灭；第三，由于在白光LED中发生蓝光黄光光转换过程，产生光吸收的辐射传递，不仅使白光光谱中的蓝芯片的EL的发射光谱形状和发射峰发生变化，而且蓝光效率下降在荧光体的光效下降和光衰程度似乎比InGaN蓝芯片更快。实际上是荧光体的发光效率受蓝芯片下降的“诛连和强烈的制约。 4、完毕语 综上所述，采用蓝光LED芯片和荧光体有机结合是可以成功地开发出8000-4000K不同色温段，