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1、=Kf()y()Z=K/380780f()Z()d=Kf()z()式中K为归一化常数，计算时可省略。例如，态表可知波长为380nm的光谱色其对应的标准色度视察者光谱三刺激值X（八）、y(入)、ZC)如下：nm380标准色度视察者光谱三刺激值x(N)y()0.0013680000.z(那么其三刺激值X380,Y380,Z380和色坐标x380,y380计算方法如下：X380=K；380780f()x()d=Kf()x()00=0.001368Y380=K；380780f入)y(入)d=Kf()y()0+XO=0.000039Z380=KJ380780f()z()d=Kf()z()XXO+0=0.
2、006450001x380=X380(X380+Y380+Z380)=0.001368/(0.001368+0.000039+0.006450001)=0.17411y380=Y380(X380+Y380+Z380)=0.000039/(0.001368+0.000039+0.006450001)=0.00496以此类推，利用常用的电脑办公软件MicrosoftExcel就可以很便利地计算出380780nm可见光范围的全部光谱色的色品坐标值。4.3CIE1931XYZ色度系统中1.ED的色坐标计算方法对于白光其中cl=21110-12W2,c2=chk=l.438833cm.Ko将cl和c2的
3、数值代入公式中，就可以算出不同温度时黑体的辐射光谱与波长的关系曲线，如图4.4.2所示：由前面的探讨可知，知道黑体的辐射光谱以后，就可以对光谱加权标准色度视察者光谱三刺激值求和算出不同温度时黑体的三刺激值X,Y,Z和色坐标(x,y)由于计算过程数据较多，这里不再具体探讨,仅供应2000K100OOK色温范/内计算40个不同温度的黑体轨迹色坐标以供工程师参考。表4.4.ICIE19312000100OOK色温范围内40个不同温度的黑体轨迹色坐标4.5等色温线的色坐标计算方法当辐射源在温度T时所呈现的颜色与黑体在某一温度Tc时的颜色一样或最相近时，那么将黑体的温度Tc称为该辐射源的颜色温度，简称色
4、温(ColorTemperature)或相关色温(Correlatedcolortemperature)例如，某1.ED光源的颜色与黑体加热到肯定温度270OK时所呈现的颜色最相近时，那么此1.ED光源的相关色温为2700Ko在色度图中由相关色温一样的色坐标点组成的曲线称为等色温线，由于CIE1931色度图并不是匀称的色度空间，因此等色温线的计算方法一般是通过CIE1960匀称色度图中推导出来。由相关色温的定义可知，在CIE1960匀称色度图中，等色温线上的每一个色坐标点到黑体轨迹线上该色温Tc对应的色坐标点距离最近(颜色最接近)，由几何学可知，两点之间直线距离最短，因此等色温线是通过黑体轨迹
5、线上相应色温色坐标点的宜(u,v)点上切线的斜率kl,由等色温线与黑体轨迹上(u,v)点切线相垂直可以求出等色温线的斜率k为：k=-lkl=-lv,=-1/(1520.8-2*15174.8u0+3*80709.7u02-4*241002.9u03+5*382786.3u04-6*252539.7u05)由黑体轨迹上(u,v)点和色温线的斜率k可以求出等温线的点斜式方程：v=k(u-u)+v再依据CIE1960u,V和ClE1931X,y色度系统之间的换算公式：x=27u4(9u2-18v+9)y=9v2(9u2-18v+9)可以算出CIE1931x,y色度系统中的等色温线直线方程为：y=kx
6、+b其中k=(4k0+2k0u0-2v0)/(6-12v0+12k0u0)b=(3v0-3k0u0)/(6-12v0+12k0u0)k=-l(1520.8-2*15174.8u03*80709.7u02-4*241002.9u03+5*382786.3u04-6*252539.7u05)u0=4x0(-2x0+12y0+3)v0=6y0(-2x0+12y0+3)利用MicrosoftExcel可以便利地计算出2000K100OOK色温范围局部等色温线的直线方程：Tc/K100009091833376927143666762505882555652635000476245454348416740
7、003846370435713448Tc/K33333226312530302941285727782703263225642500243923812326227322222174212820832000参考文献：?颜色信息工程?浙江高校出版社徐海松编著：2、？照明手册?其次版科学出版社日本照明学会编李农杨燕译：3、？新一代绿色照明光源1.ED及其应用技术？人民邮电出版社毛兴武等编纪90年头初，1.ED的亮度有了较大提高，1.ED的开展和应用进入了”信号和显示阶段。1994年，口本科学家中村修二在GaN基片上研制出了第一只蓝光1.ED,在2019年诞生了InGaN蓝光芯片+YAG荧光粉的白光1
8、.ED,使1.ED的开展和应用进入了“全彩显示和一般照明阶段。1.ED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（HlD）之后的第四代新光源。1.ED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。1.ED发光原理是1.ED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，其中局部复合能转换成辐射发光，另一局部转换成热辐射，后者不产生可见光。其次章1.ED封装行业开展状况1.ED作为新一代绿色
9、照明光源，以其节能、环保、寿命长、响应时间快等优点备受人们的青睐，其开展速度可谓一口T里。目前，1.ED封装企业主要集中在欧美、口本、中国台湾、韩国、马来西亚、中国大陆等国家和地区。其中，中国台湾地区的封装产量世界第一，产值全球其次，主要企业有亿光电子、光宝电子、光磊科技、国联光电、佰鸿电子等等。中国大陆的封装企业70%主要集中在深圳、广州、惠州等珠三角地区，主要封装厂有国星光电、鸿利光电、瑞丰光电、真明丽集团等等。国外主要封装厂商有口本的Nichia（口亚）公司、ToyadaGOSei（丰田合成）公司、美国的Cree（科锐）公司、1.UmiIedS（流明）公司以及德国OSCam（欧司朗）公司
10、，韩国的Seoul（首尔半导体）公司等等。第三章1.ED封装技术探讨1.ED封装与一般的晶体三极管等半导体元器件的封装一样，都具有爱护芯片不收外界环境的影响和提高元器件导热实力等功能。但是，1.ED封装还有一个更重要的作用是提高出光效率，并实现特定的光学分布.，输出可见光。因此，1.ED封装技术除了电学参数外，还有光学参数的技术要求和专业设计。1.ED封装技术主要包括封装产品外形的设计、封装物料（原物料、辅物料和设备工具）的选择、封装工艺的持续改良三个局部。1.ED产品的封装外形一般有直插式和贴片式（SMD）两种。宜插式常见的外形有3、5、810草帽型、食人鱼型等等，贴片式的常见外形有3020
11、、3528、5050等等。大功率1.ED外形常见的是流明公司的1.UXEON系列、集成模组系歹lj、COB（ChipOnBoard）系列等等。1.ED封装的原物料是指1.ED封装产品中包含的全部物料，包括芯片、固晶胶（银胶或绝缘胶）、金线、荧光粉、灌封胶（环氧树脂或硅胶）等等。辅物料那么是指生产过程中须要运用但是不包含在产品中的物料类型，包括酒精、异内醉、无尘布等等。1.ED封装运用的工具设备一般有扩晶机、固晶机、焊线机、烤箱、抽真空机、点胶机、分光机、包装机等等。1.ED封装的工艺流程一般包括以下几个主要工序：固晶一一焊线点荧光粉（白光）灌封胶水一一分光分色一一包装入库对于蓝光芯片+黄色荧光
12、粉的白光1.ED封装工艺，点荧光粉工序是一道特别关键的工艺，荧光粉的类型和浓度配比干脆影响封装产品的光色，而点荧光粉工序的胶量匀称度对后段的分光分色工序有很大的影响。假如点荧光粉的胶量不匀称,那么分光分色时存在产品的分档（分Bin）数目许多，不同档的产品色差严峻、生产出货良率偏低等不良现象。1.ED封装产品的分光分色工艺是始终困扰1.ED封装企业工程技术人员的一个技术难题。目前国内外1.ED行业都没有统一的分光标准，因此1.ED封装厂都是依据本公司内部的企业标准进展分光，由于缺乏光度学和色度学方面的理论指导，许多封装厂的分光标准并不科学，导致分光工序中存在许多诸如色差严峻、产品不同批次之间光色
13、范围不同等问题。目前，国内1.ED封装企业最常见的一种分光分色的方法就是在分光机分光软件的CIE1931色度图日光区域取四个坐标点范围，然后进展简洁的等分。一方面，由于每批产品分光时选取的四个坐标点不一样，导致不同批次一样Bin号的产品光色并不一样。另外，由于CIE1931色度图并不是匀称色度空间，所以用简洁的等分方法是一种不符合色度学原理的方法。图3.1为国内某知名封装企业的分光分色标准。国外一些知名1.ED企业的分光标准主要是依据色度学原理,通过等温线和麦克亚当椭圆进展光色分区，国内局部1.ED封装J.已经开场干脆采纳或简洁修改国外一些1.ED领头知名企业的分光标准。但是，由于国内外封装工
14、艺水平差距较大，特别是荧光粉涂覆工艺不同，许多国外1.ED知名企业的分光标准并不适合国内大局部封装厂采纳。因此，国内封装企业的工程技术人员必需依据企业的封装水平制定相宜的分光标准，这就要求工程技术人员要驾驭光度学和色度学的一些根底知识，学会色坐标、黑体轨迹、等色温线等色度学概念的计算方法。图3.2为国外某知名1.ED企业按等温线划分的分光标准,图3.3是国内某封装厂的分光标准。第四章色坐标、黑体轨迹线、等色温线的计算方法4.1.4.1.色坐标的物理意义和计算方法。颜色的定量表征是一种心理物理量，三原色匹配或混合是CIE标准色度系统的物理根底。颜色的混合可以是色光的混合，也可以是染料的混合，色光
15、的混合成为颜色相加混合,染料的混合那么为颜色相减混合。将几种色光同时或快速先后继时刺激人的视觉感官，便会产生不同于原来颜色的新色觉，这是颜色相加混合的根本方法。图4.1.1为采纳红(R)、绿(G).蓝(B)三原色相加混合匹配试验装置示意图。通过调整三原色光的强度来变更其混合后的颜色，当视场中两局部光色一样时，视场中间的分界限消逝，两局部合为同一视场，此时认为待配光与三原色混合后的光色到达一样，这种把两种颜色调整到视觉上一样的方法叫做颜色匹配，对不同的待配光到达匹配时三原色的光强度值也不同。试验证明，几乎全部的颜色都可以用三原色按某个特定的比例混合而成，颜色匹配可以运用颜色匹配方程表示如下：C=
16、c(C)=r(R)+g(G)+b(B)式中r、g、b称为颜色C的三刺激值。在可见光38078Onm范围内，每隔肯定的波长间隔如Ionnb对各个波长的光谱色进展一系列颜色匹配试验,可以得到相应的一组颜色匹配方程,如图4.1.2所示：经过这样的匹配试验得到的如图4.1.3所示的一组曲线N卜)、g().h(),称为光谱三刺激值曲线。一般的颜色并不是简洁的光谱色,而往往是由多种光谱色组成的。设待测光的光谱分布函数为由(人)、由混色原理按波长加权光谱三刺激值就可以得出每个波长的三刺激值，然后进展相加求和就可以计算出待测光的三刺激值。但是，在由上述CIE1931RGB色度系统计算一般颜色的三刺激值时会出现
17、负值，这给大量的数据处理带来了不便。因此国际照明委员会(CIE)引入了一组假想的三原色(X)、(Y).(Z).并举荐了一组新的光谱三刺激值函数，即CIE1931XYZ色度系统标准色度视察者光谱三刺激值x(yC)z(),如图4.1.4所示。那么CIE1931XYZ色度系统颜色匹配方程可以表示如下：C=C(C)=X(X)+Y(Y)+Z(Z)令x=X(X+Y+Z),y=Y(X+Y+Z),z=Z(X+Y+Z),那么x+y+z=loyzXYZ其中X,y,Z称为颜色C的色品坐标(简称色坐标)，其物理含义分别表示颜色C中假想三原色(X)、(Y)、各自占有的比例。4.2ClEI931XYZ色度系统光谱色的色坐
18、标计算方法对于380780nm可见光范围的光谱色(例如波长为入1),其光谱函数可以表示为：f（八）=1,=f()=0,入#11其三刺激值X,Y,Z计算方法如下：X=K380780f()X()d=Kf()X()Y=KX380780f()y()d=Kf()y()Z=K/380780f()Z()dX=Kf()z()式中K为归一化常数，计算时可省略。例如，查表可知波长为380nm的光谱色其对应的标准色度视察者光谱三刺激值X().y(),Z()如下:nm380标准色度视察者光谱三刺激值X（八）y()0.0013680000.z(那么其三刺激值X380,Y380,Z380和色坐标x380,y380计算方法
19、如下：X380=Kf380780f()(X)d=Kf()()0+XO=0.001368Y380=K；380780f()y()d=Kf()y()0+0=0.000039Z380=KJ380780f()z()d=Kf()z()0+XO=0.006450001x380=X380(X380+Y380Z380)=0.001368/(0.001368+0.000039+0.006450001)=0.17411y380=Y380(X380+Y380+Z380)=0.000039/(0.0013680.000039+0.006450001)=0.00496以此类推，利用常用的电脑办公软件MicrosoftEx
20、cel就可以很便利地计弊出380780nm可见光范围的全部光谱色的色品坐标值。4.3CIE1931XYZ色度系统中1.ED的色坐标计算方法对于白光1.ED的封装工艺,在分光分色工序一般都会在分光机上测试其光谱,然后得出该1.ED的色坐标、色温、发光强度、正向电压等相关光电参数,其色品坐标的计算原理和方法与4.2中探讨的光谱色的色坐标计算方法是一样的。例如，图4.3.1为某封装厂好的1.ED产品分光测试得到光谱图，其光谱局部数据如下表所示：标准色度视察者光谱三刺激值局部数据如下：nm380381779780标准色度视察者光谱三刺激值x()y()0.0013680000.0.0015020500.
21、0.0.0.0.z()0.0064500010.00708321600与光谱色的色坐标计算方法类似，利用常用的电脑办公软件MicrosoftExcel对3878Onm范围内的相对光谱加权标准色度视察者光谱三刺激值求和就可以算出该1.ED的三刺激值X,Y,Z,X=K380780f()X()d=Kf()X()0.0001+0.0.0149+0.X0.015=59.154601同理可得Y=69.69945,Z=51.12905,那么从上述色坐标x,y计算方法可知：x=X(X+Y+Z)=59.154601/(59.154601+69.69945+51.12905)=0.33613y=Y(X+Y+Z)=
22、69.69945/(59.154601469.69945+51.12905)=0.37332计算结果与测试结果一样。4.4黑体凯迹曲线的色坐标计算方法黑体轨迹曲线乂称为普朗克曲线，黑体是指能够完全汲取任何波长的入射辐射，并且具有最大辐射率的物体，即光谱汲取比恒等与1的完全辐射体。黑体的光谱分布特性由普朗克公式给出，如图4.4.1所示:其中cl=21110-12W2,c2=chk=l.438833cm.Ko将cl和c2的数值代入公式中，就可以免出不同温度时黑体的辐射光谱与波长的关系曲线，如图4.4.2所示：由前面的探讨可知，知道黑体的辐射光谱以后，就可以对光谱加权标准色度视察者光谱三刺激值求和算
23、出不同温度时黑体的三刺激值X,Y,Z和色坐标(x,y)由于计算过程数据较多，这里不再具体探讨，仅供应2000K10000K色温范围内计算40个不同温度的黑体轨迹色坐标以供工程师参考。表4.4.ICIE19312000K10000K色温范围内40个不同温度的黑体轨迹色坐标4.5等色温线的色坐标计算方法当辐射源在温度T时所呈现的颜色与黑体在某一温度Tc时的颜色一样或最相近时，那么将黑体的温度Tc称为该辐射源的颜色温度，简称色温(ColorTeniperature)或相关色温(Correlatedcolortemperature)o例如，某1.ED光源的颜色与黑体加热到肯定温度2700K时所呈现的颜
24、色的相近时，那么此1.ED光源的相关色温为2700Ko在色度图中由相关色温一样的色坐标点组成的曲线称为等色温线，由于CIE1931色度图并不是匀称的色度空间，因此等色温线的计算方法一般是通过CIE1960匀称色度图中推导出来。山相关色温的定义可知，在CIE1960匀称色度图中，等色温线上的每一个色坐标点到黑体轨迹线上该色温Tc对应的色坐标点距离最近(颜色最接近)，由几何学可知，两点之间宜线距离最短，因此等色温线是通过黑体轨迹线上相应色温色坐标点的直线，并且与黑体轨迹线相应色温色坐标点的切线相垂宜。因此，只要求出等色温线的直线方程，就可以计算出等温线上的任何色坐标点，然后利用MicrosoftE
25、xcel或CAD等软件画出等色温线。求等色温线的直线方程有点斜式、两点式等多种方法，本文通过点斜式很便利地推动出等色温线的直线方程，推导过程如下：依据CIE1931x,y和CIE1960u,v色度系统之间的换算公式:u=4x(-2x+12y+3)v=6y(-2x+12y+3)把表4.4.ICIE19312000K10000K色温范围内40个不同温度的黑体轨迹色坐标换算成CIE1960中的色品坐标(u,v),如表4.5.1所示:8333769271436667625058825556526350004762454543484167400038463704357134483125303029412
26、85727782703263225642500243923812326227322222174212820832000表4.5.ICIE19602500K10000K色温范围内40个不同温度的黑体轨迹色坐标用一般的数学软件对表4.5.ICIE19602000K10000K色温范围内40个不同温度的黑体轨迹色坐标点进展曲线模拟，得到黑体轨迹曲线的多项式函数表达式如下：v=b+b1uO+b2uO2+b3uO3+b4uO4+b5uO5+b6uO6=b0+1520.8u0-15174.8u02+80709.7u03-241002.9u04+382786.3u05-252539.7u06对黑体轨迹曲线的
27、多项式函数进展求导，得到v0,=1520.8-2*15174.8u0+3*80709.7u02-4*241002.9u03+5*382786.3u04-6*252539.7u05由导函数的几何意义可知，v,就是黑体轨迹上(u,v)点上切线的斜率kl,由等色温线与黑体轨迹上(u,v)点切线相垂直可以求出等色温线的斜率k为：k=-lkl=-lv,=-1/(1520.8-2*15174.8u0+3*80709.7u02-4*241002.9u03+5*382786.3u04-6*252539.7u05)由黑体轨迹上(u,Vo)点和色温线的斜率k可以求出等温线的点斜式方程：v=k(u-u)+v再依据C
28、IE1960u,v和CIE1931X,y色度系统之间的换算公式：x=27u4(9u2-18v+9)y=9v2(9u2-18v+9)可以算出CIE1931x,y色度系统中的等色温线直线方程为:y=kx+b其中k=(4k0+2k0u0-2v0)/(6-12v0+12k0u0)b=(3v0-3k0u0)/(6-12v0+12k0u0)k=-l(1520.8-2*15174.8u0+3*80709.7u02-4*241002.9u03+5*382786.3u04-6*252539.7u05)u=4x(-2x+12y3)v=6y(-2x0+12y0+3)利用MicrosoftExcel可以便利地计算出2000100OOK色温范围局部等色温线的直线方程：Tc/K100009091833376927143666762505882555652635000476245454348416740003846370435713448Tc/K33333226312530302941285727782703263225642500243923812326227322222174212820832000参考文献：?颜色信息工程?浙江高校出版社徐海松编著；2、？照明手册？其次版科学出版社口本照明学会编李农杨燕译：3、？新一代绿色照明光源1.ED及其应用技术？人民邮电出版社毛兴武等编著：
