本發(fā)明屬于量子點(diǎn)白光（QLED）技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于InP/ZnS量子點(diǎn)的高顯色可調(diào)色溫QLED白光的實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

量子點(diǎn)是一種準(zhǔn)零維納米半導(dǎo)體材料，它由少量的原子或原子團(tuán)組成，通常三維尺度在1～10nm。由于量子尺寸效應(yīng)和介電限域效應(yīng)的影響，顯示出許多獨(dú)特的光學(xué)特性和電學(xué)特性，如具有可調(diào)諧光譜、窄半波寬度和高量子產(chǎn)率等，這使得量子點(diǎn)在光電顯示領(lǐng)域以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。量子點(diǎn)電致發(fā)光器件具有低功耗、高效率、響應(yīng)速度快以及靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，在LED照明領(lǐng)域顯示出巨大的學(xué)術(shù)價(jià)值和良好的商業(yè)前景。

傳統(tǒng)采用LED實(shí)現(xiàn)可調(diào)色溫白光的方案一般有以下幾種：

1、采用三基色或者四基色LED組合獨(dú)立回路，通過(guò)調(diào)節(jié)各回路芯片的驅(qū)動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)可調(diào)色溫白光，但是白光的顯色性較差。

2、采用藍(lán)光芯片激發(fā)熒光粉和多色LED四芯片組合，通過(guò)調(diào)節(jié)藍(lán)光芯片與熒光粉的配比和各色芯片的驅(qū)動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)可調(diào)色溫的白光，在2700K-6500K色溫范圍內(nèi)其白光的顯色性仍然不能高于92以上，同時(shí)特殊顯色指數(shù)R9較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于InP/ZnS量子點(diǎn)的高顯色可調(diào)色溫QLED白光的實(shí)現(xiàn)方法，使得白光在色溫2700K-6500K范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)色溫調(diào)節(jié)，并且一般顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)R9都大于95。

本發(fā)明提供基于InP/ZnS量子點(diǎn)的高顯色可調(diào)色溫QLED白光的實(shí)現(xiàn)方法，具體步驟為：

(1)通過(guò)藍(lán)光LED激發(fā)InP/ZnS黃色量子點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真模擬確定所需組合最佳相對(duì)光譜功率分布；

(2)根據(jù)QY-LED、紅光LED和綠光LED的相對(duì)光譜功率分布，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真模擬確定所需組合白光色溫范圍下的QY-LED、紅光LED和綠光LED的光通百分比；

(3)選擇所需的QY-LED組成QY-LED回路，并與QY-LED控制電路串聯(lián)；選擇所需紅光LED組成紅光LED回路，并與紅光LED控制電路串聯(lián)；選擇所需綠光LED組成綠光LED回路，并與綠光LED控制電路串聯(lián)；

(4)根據(jù)QY-LED回路、紅光LED回路和綠光LED回路的光通與驅(qū)動(dòng)電流相應(yīng)的關(guān)系，確定QY-LED回路、紅光LED回路和綠光LED回路的驅(qū)動(dòng)電流大??；

(5)通過(guò)電源控制電路和對(duì)應(yīng)的控制電路，分別對(duì)QY-LED回路、紅光LED回路和綠光LED回路提供已確定的驅(qū)動(dòng)電流，從而獲得在2700K-6500K色溫范圍內(nèi)的高顯色性QLED白光。

本發(fā)明中，所述的藍(lán)光LED的主峰波長(zhǎng)為450nm-480nm，半波寬度為25nm-30nm；所述的InP/ZnS黃色量子點(diǎn)的主峰波長(zhǎng)為570nm-595nm，半波寬度為35nm-55nm；所述的紅光LED的主峰波長(zhǎng)為610nm-640nm，半波寬度為18nm-26nm；所述的綠光LED光的主峰波長(zhǎng)為535nm-565nm，半波寬度為30nm-45nm。

本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述的藍(lán)光LED的主峰波長(zhǎng)為455nm-475nm，半波寬度為26nm-29nm；所述的InP/ZnS黃色量子點(diǎn)的主峰波長(zhǎng)為575nm-590nm，半波寬度為40nm-50nm；所述的紅光LED的主峰波長(zhǎng)為615nm-635nm，半波寬度為19nm-25nm；所述的綠光LED的主峰波長(zhǎng)為540nm-560nm，半波寬度為32nm-43nm。

本發(fā)明中，所述的QY-LED的色溫為2500K-4000K，InP/ZnS黃色量子點(diǎn)的相對(duì)光譜強(qiáng)度為0.2-0.8。

本發(fā)明中，所述的InP/ZnS黃色量子點(diǎn)成份的相對(duì)光譜強(qiáng)度為0.25-0.75。

本發(fā)明中，所述的組合白光QLED色溫范圍為2700k-6500k。

本發(fā)明中，所述的高顯色性白光QLED通過(guò)所述的電源控制電路、QY-LED控制電路、紅光LED控制電路、綠光LED控制電路組合調(diào)節(jié)光通量和色溫。

本發(fā)明中，所述的QY-LED回路由一顆或多顆藍(lán)光LED激發(fā)InP/ZnS黃色量子點(diǎn)和一顆或多顆藍(lán)光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合電路連接組成；所述的紅光LED回路由一顆或多顆紅光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合電路連接組成；所述的綠光LED回路由一顆或多顆綠光LED進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)或串并混合電路連接組成。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)及效果

由于采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和效果：InP/ZnS黃色量子點(diǎn)和傳統(tǒng)的熒光相比具有光譜可調(diào)諧，半波寬度更窄，無(wú)毒綠色環(huán)保。利用色光混合相加原理和光源顯色性評(píng)價(jià)方法，通過(guò)對(duì)QY-LED、紅光LED和綠光LED組合進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真模擬，找到了滿足在2700K一6500K色溫范圍內(nèi)，白光一般顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)R9都大于95的QY-LED加紅光LED和綠光LED組合，確定QY-LED中InP/ZnS黃色量子點(diǎn)和藍(lán)光成份的相對(duì)光譜強(qiáng)度的范圍，以及紅光LED和綠光的主峰波長(zhǎng)及半波寬度的范圍，并可確定所需組合白光色溫下QY-LED回路、紅光LED回路和綠光LED回路驅(qū)動(dòng)電流，因此，實(shí)現(xiàn)控制方便，并能獲得高顯色性的可調(diào)色溫QLED白光。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明控制電路與LED回路連接示意圖。

圖2為本發(fā)明的QY-LED光的相對(duì)光譜功率分布示意圖。

圖3為本發(fā)明的藍(lán)光LED、綠光LED和紅光LED的相對(duì)光譜功率分布示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種基于InP/ZnS量子點(diǎn)高顯色可調(diào)色溫QLED白光的方法，基于理論模型采用計(jì)算機(jī)仿真模擬QY-LED、紅光LED和綠光LED的光譜功率分布，以及光通量和功率與驅(qū)動(dòng)電流變化的關(guān)系。利用色光混合相加原理和光源顯色性評(píng)價(jià)方法，通過(guò)對(duì)QY-LED、紅光LED和綠光LED組合進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真模擬計(jì)算，找到了滿足在2700K-6500K色溫范圍內(nèi)，并且白光一般顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)R9都大于95的QY-LED、紅光LED和紅綠LED最優(yōu)化組合，并確定了QY-LED中InP/ZnS黃色量子點(diǎn)和藍(lán)光成份的相對(duì)光譜強(qiáng)度的范圍和主峰波長(zhǎng)范圍及半波寬度的范圍，以及紅光LED和綠光LED的主峰波長(zhǎng)范圍及半波寬度的范圍。利用本發(fā)明制作的燈具可適合用于按愛(ài)好、環(huán)境、季節(jié)、場(chǎng)合等需要從冷白色到暖白色自由調(diào)節(jié)的特殊要求的照明光源，同時(shí)也可適合用作普通照明光源。

本發(fā)明實(shí)施例由1顆功率1W的QY-LED、1顆功率1W的紅光LED、1顆功率1W的綠光LED和分別和各自的控制電路組成，如圖1所示；QY-LED在驅(qū)動(dòng)電流350mA下的色溫為3300K，其相對(duì)光譜功率分布如圖2所示，從圖中可知其InP/ZnS黃色量子成份相對(duì)光譜強(qiáng)度約為0.6，藍(lán)光LED在驅(qū)動(dòng)電流350mA下的主峰波長(zhǎng)為466nm，半波寬度為28nm，其相對(duì)光譜功率分布如圖3所示；紅光LED在驅(qū)動(dòng)電流350mA下的主峰波長(zhǎng)為621nm，半波寬度為20nm，其相對(duì)光譜功率分布如圖3所示；綠光LED在驅(qū)動(dòng)電流350mA下的主峰波長(zhǎng)為547nm，半波寬為35nm，其相對(duì)光譜功率分布如圖3所示。根據(jù)QY-LED、紅光LED和綠光LED的相對(duì)光譜功率分布，以及在驅(qū)動(dòng)電流350mA下的光通量，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算確定在2700K-6500k色溫范圍內(nèi)QY-LED、紅光LED和綠光LED分別所需的光通量之比，然后，根據(jù)所需要組合白光的光通量或額定功率，分別確定QY-LED、紅光LED和綠光LED的所需顆粒數(shù)組成各自的獨(dú)立回路。本實(shí)施例中QY-LED、紅光LED和綠光LeD的顆粒數(shù)是根據(jù)在額定功率3W條件下，采用上述具體實(shí)施方法而確定。其中，QY-LED回路由1顆藍(lán)光LED和InP/ZnS黃色量子點(diǎn)串聯(lián)而成。

根據(jù)QY-LED、紅光LED和綠光LED的光通量與功率或驅(qū)動(dòng)電流的關(guān)系，初步確定QY-LED、紅光LED和綠光LED的驅(qū)動(dòng)電流或功率。由于LED的相對(duì)光譜功率分布與驅(qū)動(dòng)電流有關(guān)，因此，QY-LED、紅光LED和綠光LED的驅(qū)動(dòng)電流需要通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真模擬進(jìn)行參數(shù)修正，最終確定在所需LED最優(yōu)化組合白光的光通量或額定功率，同時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真確定不同在2700K-6500K色溫范圍內(nèi)的LED組合的高顯色可調(diào)色溫QlED白光的QY-LED、紅光LED和綠光LED相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流大小。

QY-LED回路由QY-LED光控制電路系統(tǒng)提供給定的驅(qū)動(dòng)電流，紅光LED回路由紅光LED控制電路系統(tǒng)提供給定的驅(qū)動(dòng)電流，綠光LED回路由綠光LED控制電路系統(tǒng)提供給定的驅(qū)動(dòng)電流?？刂齐娐放cQY-LED回路、紅光LED回路和綠光LED回路連接，如圖1所示。

根據(jù)上述具體實(shí)施方法，本發(fā)明實(shí)施例中仿真模擬得到的QY-LED、紅光LED和綠光LED的光通量，如表1所示：

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根據(jù)上述具體實(shí)施方法， 本發(fā)明實(shí)施例中仿真模擬分別得到的QY-LED、紅光LED和綠光LED相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流，如表2所示：

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本發(fā)明實(shí)施例按上述驅(qū)動(dòng)電流分別獲得的2700K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、5700K、6500K的LED組合白光的色溫（Tc）、一般顯色指數(shù)Ra、特殊顯色指數(shù)R9，如表3所示：

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由此可見(jiàn)，本發(fā)明所獲得的白光在2700K-6500K的色溫范圍內(nèi)，一般顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)R9都在95以上，由此說(shuō)明其獲得的白光，不僅對(duì)中等彩度顏色的顯色性非常好，而且對(duì)高彩度顏色的顯色性也非常好。特別是特殊顯色指數(shù)R9，目前實(shí)現(xiàn)的白光一般都較低，而本發(fā)明實(shí)施例達(dá)到95以上，這充分說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)越性。

采用本發(fā)明方法， QY-LED加紅光LED和綠光LED組合實(shí)現(xiàn)的高顯色固定色溫白光也受本發(fā)明保護(hù)。采用本發(fā)明方法，對(duì)于是由一個(gè)藍(lán)光芯片激發(fā)InP/ZnS黃色量子點(diǎn)產(chǎn)生QY-LED、一個(gè)藍(lán)光芯片、一個(gè)紅光芯片、一個(gè)綠光芯片組合封裝制造的單顆高顯色可調(diào)色溫白光或單顆高顯色固定色溫白光也受本發(fā)明保護(hù)。