圖解白光LED發(fā)光原理

　 目前市場(chǎng)上白光LED生產(chǎn)技術(shù)主要分為兩大主流：

　　第一為利用熒光粉將藍光LED或紫外UV-LED所產(chǎn)生的藍光或紫外光分別轉換為雙波長(cháng)(Dichromatic) 或三波長(cháng)(Trichromatic)白光，此項元件技術(shù)稱(chēng)之為熒光粉轉換白光LED(Phosphor Converted-LED)；

　　第二類(lèi)則為多芯片型白光LED，經(jīng)由組合兩種(或以上)不同色光的LED組合以形成白光，目前市場(chǎng)上白光LED商品以藍光LED芯片搭配黃光熒光粉最為普遍，主要應用于汽車(chē)照明與手機面板等領(lǐng)域，以目前白光LED產(chǎn)品市場(chǎng)分析，熒光粉轉換白光LED可謂主流。 （紅色和綠色熒光粉多為硫化物體系，這類(lèi)熒光粉發(fā)光穩定性差、光衰較大。）

　　下圖簡(jiǎn)要歸納并比較多種白光LED構裝原理和優(yōu)劣點(diǎn)，其中(a)型構裝方式、演色性最佳，但成本最高，尚未能普及；構裝方式(b)則具有技術(shù)最成熟且成本低廉之優(yōu)勢，但色偏、演色性不佳，須以適當紅、黃光熒光粉加以改善，此外，最嚴重者為日亞化學(xué)專(zhuān)利限制難以規避；而構裝方式(c)與(d)兩者所制作的白光LED演色性俱佳、色偏小、成本低且專(zhuān)利局限較不嚴重，因此未來(lái)深具發(fā)展潛力。

　　利用發(fā)光二極管產(chǎn)生白光的原理與優(yōu)劣點(diǎn)

　　熒光粉如何涂在LED燈上？

　　M.R.Kramas等人發(fā)現，如果將熒光粉隨意放在LED芯片上，如下圖(a)所示發(fā)光均勻性不佳，所以改變方式如圖(b)所示，將熒光粉均勻地涂在LED表面上，圖(c)則比較兩者的CCT及Ra值，發(fā)現用圖(b)方法者其CCT值變動(dòng)甚少。

什么是CCT？

　　CCT是correlated colour temperature的縮寫(xiě)，意思是相關(guān)色溫。色溫是指當一標準黑體被加熱時(shí)，隨著(zhù)溫度的升高，其顏色由深紅至淺紅至橙黃至白至藍白至藍色的變化，利用黑體的這一特征，當待測光源與黑體在某一溫度下的光色相同時(shí)，該黑體的溫度即為待測光源的色溫。色溫高光色偏冷，色溫低光色偏暖。

　　白光LED光譜對人眼的影響

　　人眼最不能接受的是藍光和UV光，藍光殺傷人眼活性細胞的能力是綠光的10倍，而UV光殺傷人眼活性細胞的能力又是藍光的10倍，長(cháng)期接觸大量低波長(cháng)的藍光能大量殺傷人眼活性細胞。即使到時(shí)多吃有利眼睛的食品也會(huì )無(wú)作用。

　　參見(jiàn)上圖，LED白光形成主要是靠藍光的450-455nm波長(cháng)擊發(fā)熒光粉，其中波長(cháng)越低擊發(fā)能力越強，通常LED的波長(cháng)出廠(chǎng)控制在5nm之內。

　　★L(fēng)ED中藍光產(chǎn)生的機制主要是藍光芯片發(fā)出藍光主要集中在450-455nm，而熒光燈的藍光波長(cháng)是很廣的，從435-500nm；

　　★L(fēng)ED中采用黃色熒光粉（或紅色、綠色熒光粉），在制造中可能出現因熒光粉衰減（或熒光粉量少，反射不夠）而藍光與初始態(tài)不一樣而大量涌出，對人眼傷害大大增加；

　　★L(fēng)ED的藍光部分是靠芯片保證的，而其它光色是靠熒光粉保證的，其中芯片的保證能力強，而熒光粉的保證能力弱，形成白光LED點(diǎn)燈越久藍光的比例越來(lái)越高。

　　所以，剛開(kāi)始使用LED背光的筆記本電腦、手機、電視比較刺眼，用久了頭暈眼花、不舒服，長(cháng)期使用變成眼晴傷害。如果接觸LED藍光的時(shí)間越長(cháng)，患眼病的機率也越高。