LED及色坐标理论知识
led色度学中色坐标的合成
led色度学中色坐标的合成
LED色度学中的色坐标合成是指利用色度学理论中的三原色合
成任意颜色的过程。
在色度学中，人类视觉系统能够感知的所有颜
色都可以通过三种不同波长的光的混合来合成。
这三种基本的颜色
被称为三原色，它们可以是任何三种不同的单色光，但通常是红、
绿和蓝（RGB）。
合成任意颜色的过程涉及到色度学中的色坐标系统，常见的色
坐标系统有CIE 1931 XYZ色度学系统和CIE 1976 Lab色度学系统。
在这些系统中，每种颜色都可以用坐标表示。
在CIE 1931 XYZ色度
学系统中，色坐标由X、Y和Z三个值表示，而在CIE 1976 Lab色
度学系统中，色坐标由L、a和b三个值表示。
LED色度学中的色坐标合成可以通过调节LED的亮度和色温来
实现。
LED灯具通常具有红、绿、蓝三种LED灯珠，通过控制这三
种LED的亮度，可以合成出各种颜色。
此外，一些高端的LED灯具
还可以通过控制LED的驱动电流和PWM调光来实现更精确的颜色合成。
总的来说，LED色度学中的色坐标合成是利用色度学理论和LED
灯具的特性，通过合成不同波长的光来实现各种颜色的过程。
这种
合成过程可以通过调节LED的亮度、色温和驱动电流等参数来实现。
这样的色坐标合成技术在LED显示屏、舞台照明和室内照明等领域
得到了广泛的应用。
LED封装行业分光分色标准中的色坐标与黑体轨迹
LED封装行业分光分色标准中的色坐标与黑体轨迹LED封装行业中的色坐标与黑体轨迹是一个重要的标准，用于描述LED的光谱特性和颜色表达能力。
本文将从LED封装行业中色坐标和黑体轨迹的概念、作用以及标准制定过程等方面进行详细介绍。
一、色坐标的概念和作用色坐标，是用来描述光的颜色的参数，通常用于表示色彩的三个分量，包括红(R)、绿(G)和蓝(B)三个通道的亮度值。
色坐标的测量可以通过光谱分析仪和色度计等设备进行，得到的结果通常以CIE XYZ三个参数来表示。
在LED封装行业中，色坐标的作用非常重要。
首先，色坐标可以用来描述LED的色域范围，也就是表示了LED能够表达的颜色范围。
例如，RGB三基色的组合可以产生较大范围的颜色，而仅有红光和蓝光的组合则只能产生较少的颜色。
因此，通过色坐标的测量，可以评估LED在色彩表现上的能力。
此外，色坐标还可以用于判断LED的色温和显色指数等参数。
色温是指LED发出的光的颜色表征，通常用Kelvin(开尔文)单位表示。
在LED封装行业中，常用的色温有暖白光(2700K-3500K)、自然光(4000K-4500K)和冷白光(5000K-6500K)等。
显色指数是描述光源对物体颜色再现能力的指标，常用的指标是CRI(Ra)。
色坐标可以用来确定LED的色温和显色指数，从而对其光谱特性进行评估。
二、黑体轨迹的概念和作用黑体轨迹是描述光源颜色变化的轨迹，是指通过改变光源的色温，观察到的颜色变化的轨迹。
通常使用CIE 1931色度图来表示黑体轨迹，该图以色坐标(X,Y)来表示光源的颜色。
黑体轨迹在LED封装行业中的作用是非常重要的。
首先，黑体轨迹可以用来评估LED的光源质量。
在黑体轨迹中，我们可以观察到光源颜色的连续性和一致性。
如果黑体轨迹呈现出平直、光滑的曲线，说明LED的颜色变化较为平衡且连续；反之，如果呈现出波状或非线性的变化，说明LED的颜色会出现跳变或不均匀的情况，这可能会影响到其在照明领域的应用。
led显示屏白场色坐标参数
led显示屏白场色坐标参数LED显示屏的白场色坐标参数是指显示屏上显示白色时所对应的色坐标参数。
通过这些参数可以定量描述白色的颜色特征，如色度、亮度等。
下面将详细介绍一些常见的LED显示屏的白场色坐标参数。
1.色度坐标：色度坐标用来描述白色的颜色特征，常用的色度坐标有CIE-1931色度坐标和CIE-1976色度坐标。
a)CIE-1931色度坐标：CIE-1931色度坐标是一种基于正弦函数描述颜色感知的坐标系统。
它包括两个参数，即x和y坐标。
通常情况下，纯白色的CIE-1931色度坐标为x=0.3127，y=0.3290。
b)CIE-1976色度坐标：CIE-1976色度坐标是一种用来纠正CIE-1931色度坐标的误差的坐标系统。
它包括两个参数，即u'和v'坐标。
通常情况下，纯白色的CIE-1976色度坐标为u'=0.1978，v'=0.46832.亮度坐标：亮度坐标用来描述白色的亮度特征。
常用的亮度坐标有CIE-1931亮度、CIE-1976亮度和CIELAB亮度。
a)CIE-1931亮度：CIE-1931亮度是通过数学方法来计算白色的亮度值。
它是一维数值，通常使用大写字母Y来表示。
纯白色的CIE-1931亮度为Y=1b)CIE-1976亮度：CIE-1976亮度是通过数学方法来计算白色的亮度值，修正了CIE-1931亮度的局限性。
它也是一维数值，通常使用大写字母Y来表示。
纯白色的CIE-1976亮度为Y=1c)CIELAB亮度：CIELAB亮度是基于人眼对亮度的感知来计算的。
与前两种亮度坐标不同的是，CIELAB亮度是一个三维坐标，包括L、a和b三个参数。
纯白色的CIELAB亮度为L=100。
以上介绍的是LED显示屏常见的白场色坐标参数。
这些参数可以帮助用户了解显示屏上白色的颜色特征，有助于用户在选择和使用LED显示屏时进行参考和比较。
【精选】色度学、色坐标,色温,容差,显色指数
色坐标，色温，容差，显色指数是什么关系?该如何控制?2700K X:0.463 Y:0.420 4000K X:0.380 Y:0.3805000K X:0.346 Y:0.359 6400K X:0.313 Y:0.337色坐标反映的是被测灯管颜色在色品图中的位置,他是利用数学方法来表示颜色的基本参数。
色温就是说灯管在某一温度T下所呈现出的颜色与黑体在某一温度T0下的颜色相同时,则把黑体此时的温度T0定义为灯管的色温。
容差是表征的是光源色品坐标偏离标准坐标点的差异,是光源颜色一致性性能的体现.显色指数实际上就是显示物体真实颜色的能力，这里的真实颜色指的是在太阳光下照射所反映出的颜色。
显色指数与色温是有关系的，一般而言，色温越低显色指数越高，白炽灯就是100，节能灯通常在75-90之间。
显色指数反映了照明体复现颜色的能力,根据人们的生活习惯,认为日光下看到的颜色为物体的真实颜色.色坐标和容差\色温是有关系的,坐标确定后容差和色温也就确定.但他们和现色指数无关.控制它们主要是要稳定制灯工艺,特别是粉层厚薄和真空度,充氩量.然后用荧光粉进行调配,不要随意更换荧光粉厂家.色坐标与色容差是有关系的，色坐标是根据色标图而算出来的，色差就是实际测出的色坐标与标准的差。
色差大从一方面来说也就是你的灯管的稳定性怎么样，以我的经验，你可以去检查一下氩气是否达到工艺要求(氩气适当多一些可增强灯管的一致性)，由于T5是自动圆排机，所以也要检查一下系统的真空度是否良好(真空度差也会使颜色产生较大的差异，最后去测一下，圆排机烘箱的上下端温度差是否在40以内。
白光LED光通量随色坐标增大而增加研究了在蓝光芯片加黄色荧光粉制备白光LED方法中,色坐标位置对光通量的影响。
在同样蓝光功率条件下,我们对标准白光点(色坐标x=0.33±0.05,y=0.33±0.05)附近不同色坐标位置的光通量进行了计算。
假设(0.325,0.332)位置流明效率为100 lm/W,计算得出,最大光通量对应的色坐标位置为(0.35,0.38),光通量为112 lm;最小光通量对应的色坐标位置为(0.29,0.28),光通量为93.5 lm。
LED色度学基本知识
Ri=100-4.6 ΔEi 式中,4.6是对原则荧光灯Ra=50时旳调整系数. 对1-8个样品旳一般显色指数Ra:
Ra=Σ Ri/8.
有关特殊显色指数R i数值旳感性阐明: ΔEi旳单位是NBS色差单位,Ri旳数值1(1%) 相当于0.22个NBS色差单位. Ri相差5就是1 个NBS单位. 那么1个NBS单位代表什么呢? 1个NBS单位即ΔEi=1,相当于最优试验条件 下人眼能感知恰可觉察旳5倍,∴ 0.2个NBS色
功率效率 (%)
12.0 3.0 0.6 0.6 0.1 0.3 0.02 0.01
LED光谱图
白光旳产生 1)用红(R),绿(G),兰(B)三色混合.(加色法)
RGB混色在色品图上旳体现
2)用蓝光LED+黄色荧光粉YAG（BY法） 在480nm处有低谷
荧光粉旳进步
变色灯中旳减色法,白光透过三种颜色旳滤 色片后变成黑色.
和630nm,542nm,460nm(1931)真实旳光.但在匹配 某些颜色时和计算中出现了负值。
为此必须选择实际不存在旳另外三个原色。 实线:1931(2º); 虚线:1964(10º).
使新旳三原色在色度图上符合下列要求： 1）包括整个光谱轨迹，且为正值； 2）光谱轨迹在540nm-700nm在色度图中
两种不同视觉细胞旳光谱光视效率 明视觉:555nm; 暗视觉:507nm.
眼睛内锥状视觉细胞旳特点之一。 锥状细胞中有视红质､视绿质和视蓝质。
看到物体颜色。
锥状细胞对颜色旳辨别就是色度学旳基础。
物体旳颜色 应由眼睛定义旳,
不是天生旳。
颜色旳辨别､定量肯定与视觉细胞旳分布有关。 先后有2º和10º旳试验数据。原因见图。
LED色度学基本知识
明度
颜色的亮度，即颜色的深 浅程度。
饱和度
颜色的鲜艳程度，即颜色 中掺杂的白色或黑色成分 的多少。
颜色的混合与匹配
颜色混合
通过将不同颜色的光按一定比例混合 ，可以得到新的颜色。
颜色匹配
在工业和商业领域，通过特定的方法 和技术，使产品的颜色与标准颜色相 匹配。
颜色的测量与表示
测量方法
使用色度计或光谱仪等设备，测量物体表面的颜色。
温度影响
LED色度学需要考虑温度 对LED发光性能的影响， 以实现稳定的色彩表现。
寿命与可靠性
LED色度学需要解决LED寿 命和可靠性问题，以确保 长期稳定的色彩表现。
LED色度学的未来发展方向
新材料与新技术的研发
LED色度学将不断探索新的发光材料和发光技术，以提高LED的发 光效率和色彩表现。
智能化控制
高动态范围
高效稳定
LED色彩还原技术具有高效稳定的特 点，能够保证长时间使用的颜色一致 性和稳定性，提高产品的可靠性和耐 用性。
LED色彩还原技术能够实现高动态范 围显示，即同时显示亮部和暗部的细 节，提高图像的层次感和立体感。
05
LED色度学发展前景
LED色度学的技术挑战
色彩准确度
LED色度学需要高精度的 色彩控制技术，以确保色 彩的准确性和稳定性。
LED色度学的重要性
LED色度学是LED照明技术的重要组 成部分，对于LED照明产品的性能和 质量具有重要影响。
LED色度学的深入研究有助于提高LED 照明产品的性能和稳定性，推动LED 照明技术的进步和应用。
LED色度学的应用领域
LED色度学的应用领域广泛，包括室内照明、室外照明、显示器、汽车照明等。
LED封装行业分光分色标准中的色坐标、黑体轨迹、等温线等色度学概念的计算方法
LED封装行业分光分色标准中的色坐标、黑体轨迹、等温线等色度学概念的计算方法摘要在当今全球能源紧缺的环境下，节约能源已成为全人类共同的意识。
同时，国家也在大力倡导节能减排，在刚刚成功举办的2010年上海世博会和2008年的北京奥运会都不约而同的以绿色节能为主题，这就给中国LED照明产业的发展带来了巨大的历史机遇。
发光二极管（LED）作为新一代绿色光源，与传统光源（白炽灯、荧光灯和高强度放电灯等）相比，具有节能、环保、响应时间短，体积小，寿命长、抗震性好等多项优势，因而受到人们的青睐，成为各国半导体照明领域研究的热点。
本文主要是围绕LED的发光原理和LED封装行业的发展状态，重点探讨在LED封装行业分光分色标准制定过程中涉及的色坐标、等色温线、黑体轨迹曲线等色度学概念的计算方法，为LED封装行业的工程师提供非常实用的理论指导。
关键词：LED、等色温线、黑体轨迹。
第一章前言发光二极管（Light Emitting Diode，即LED）于20世纪60年代问世，在20世纪80年代以前，只有红光、橙光、黄光和绿光等几种单色光，主要作为指示灯使用，这一时期属于LED“指示应用阶段”。
20世纪90年代初，LED的亮度有了较大提高，LED的发展和应用进入了“信号和显示阶段”。
1994年，日本科学家中村修二在GaN基片上研制出了第一只蓝光LED，在1997年诞生了InGaN蓝光芯片+YAG荧光粉的白光LED，使LED的发展和应用进入了“全彩显示和普通照明阶段”。
LED作为一种固态冷光源，是一种典型的节能、环保型绿色照明光源，必将成为继白炽灯、荧光灯和高强度放电灯（HID）之后的第四代新光源。
LED芯片通常用III-V族化合物半导体材料(如GaAs、GaP、GaN）通过外延生产工艺制造而成，其发光核心是PN结，具有一般PN结的特性，即正向导通，反向截止、击穿特性等。
LED发光原理是LED在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区，电子和空穴在PN结复合，其中部分复合能转换成辐射发光，另一部分转换成热辐射，后者不产生可见光。
LED封装行业分光分色标准中的色坐标与黑体轨迹
LED封装行业分光分色标准中的色坐标与黑体轨迹LED封装行业分光分色标准中的色坐标与黑体轨迹LED封装是指将LED芯片封装成具有电气连接和保护功能的封装组件，用于LED照明和显示等领域。
在LED封装的质量控制中，分光分色是一个非常重要的指标，它决定了LED灯光的颜色质量和一致性。
在分光分色中，色坐标和黑体轨迹是两个重要的概念。
色坐标是使用国际标准色度学系统CIE（国际照明委员会）所定义的一种方法，用于描述光源或物体的颜色。
CIE定义了三个标准主色刺激函数X、Y和Z，通过这三个函数的线性组合可以表达所有可能的颜色。
色坐标通常用于描述天然光源和人工光源的颜色，包括LED灯。
在LED封装行业，色坐标常用的表示方法是CIE xy坐标。
这个坐标系统基于CIE RGB色彩空间，将其投影到一个二维平面上。
xy坐标将CIE RGB色彩空间中的所有颜色全部映射到一个三角形区域内，这个三角形的三个顶点分别代表三个主色刺激函数X、Y和Z。
xy坐标系中的任意一点都可以通过对这三个主色刺激函数进行线性组合得到。
在LED封装行业分光分色标准中，通常会规定LED的色坐标范围。
以白光LED为例，常见的色坐标范围是以CIE 1931标准照明器件的色坐标为准，将白光定义在蓝色刺激函数Y与红色刺激函数X的2000K至6000K的直线段上。
这个范围之外的白光将被认为是失色的。
在分光分色中，黑体轨迹是另一个重要的概念。
黑体是指一种完美的辐射体，它可以吸收并将电能完全转化为光能，没有任何能量损耗。
黑体的辐射能力随着温度的升高而增大，同时辐射的颜色也会发生变化。
黑体在色度学中的表现形式就是黑体轨迹。
黑体轨迹通过计算黑体辐射在各种温度下的色坐标，得到一个随温度变化的色坐标序列。
用黑体轨迹可以表示各种颜色的光源在不同温度下的色域和色温。
在LED封装行业中，常用的黑体轨迹是相对于标准照明源的一个黄色光源的黑体轨迹。
黄色光源的色温通常是2700K，也是家庭照明中常用的暖色调光源。
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LED色区示意图
• ▪ 米 ( 长度) ▪ 千克 ( 质量) ▪ 秒 ( 时间) ▪ 安培 ( 电流) ▪ 开尔文 ( 热力学温度) ▪ 摩尔 ( 物质的量) ▪ 坎德拉 ( 发光 强度)
LED的基本知识
• LED的主要性能参数
✓ 色区：指色坐标的范围区间，LED色坐标跨度一般在0.015左右 ✓ 亮度档：指LED的发光的强度档位， LED亮度跨度一般在100
• 坎德拉每平方米：亮度单位，符号cd /㎡
✓ 我通常描述的亮度值，其单位就是坎德拉每平方米。 ✓ 一般使用的测量设备：BM-7
• 背光发光的均匀性：指发光区域内亮度的最低点与最高点的 比例，单位：%；
✓ 根据产品的大小不同，我们主要采用5点、9点测量计算出产品 的发光均匀性；
✓ 行业标准均匀性≥80%
左右 ✓ 电压档：指固定电流（一般为20MA），所需要的电压值，跨度
一般在0.1-0.15V之间 ✓ 内阻值：正向电阻>20MΩ
• 不良分析：
✓ LED不同色区混料：会导致产品色差 ✓ LED不同亮度档混料：会导致产品亮暗不均及均匀性不达标 ✓ LED不同电压档混料：在并联电路时会出现亮暗不均，在串联
✓ 消减型（物体）的三原色： 品红色、黄色、青色
✓ 以不同比例将原色混合，可 以产生可见的所有颜色。
CIE色品图 CIE国际照明委员会
色坐标(chr以X和Y轴的数值定义，在色品图中找到对应的颜色点 • 色坐标的含义：定义：X+Y+Z=1
✓ X：代表红色在该颜色中混合的比例； ✓ Y：代表绿色在该颜色中混合的比例； ✓ Z：一般不表示，可通过计算得出，公式：1-X-Y
色坐标(chromaticity coordinate)
• 色坐标：就是颜色的坐标 ， 指颜色在色坐色品图中的位置。
• 三原色理论：原色是指不能透 过其他颜色的混合调配而得出 的“基本色”。由于人类肉眼 有三种不同颜色的感光体，因 此所见的色彩空间通常可以由 三种基本色所表达
✓ 叠加型（光）的三原色：红 色、绿色、蓝色
• 行业内通常使用BM-7来测量光的色坐标。
三原色与色坐标关系
光的波长
• 红光：650 • 黄光：610 • 绿光：540 • 蓝光：470 • 紫光：410 • 可见光波
长:400760NM • 紫外光波 长:400NM • 红外光:大 于760NM
亮度与均匀性
• 坎德拉：发光强度的单位。国际单位制（SI)的7个基本单位 之一，简称“坎”，符号cd
深圳市正光电子有限公司
SHENZHEN ZHENGGUANG ELECTRONICS CO.,LTD
LED及色坐标、亮度理论知识
讲师：唐克强
科学的管理 创新的产品 满意的服务 共同的发展
坐标
• 坐标：平面概念用来表示某个点的绝对位置 • 是以点0为原点，来定位平面内某一点的具体位置，表示方法
为：A（X，Y)；