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LED发光二极管介绍

作者:admin发布时间:2019-07-06 11:28

  LED是三个词Light Emitting Diode的缩写。它的中文翻译为“发光二极管”,顾名思义,LED是一种将电能转换成光的电子装置。它具有二极管特性。目前不同的LED发出不同波长的光,从红外线到蓝色。现在紫色甚至紫外线发光二极管已经诞生。此外蓝色LED上涂有将蓝光转换成白色的磷光粉。LED颜色与技术:不同的材料可以产生不同能量的光子,可以控制LED发出的光的波长,即光谱或颜色。历史上第一个LED使用了正PN结电压降(VF)为1.424V的碳化镓(GA)发出的光是红外光谱。另一种常见的LED材料是镓磷氧化物(GA)其正PN结压降为2.261V并发出绿光。
  基于这两种材料,早期的LED产业使用Gaas1XPX木结构理论上生产从红外线到绿光的任何波长的LED。下标x表示被磷取代的砷的百分比,一般来说发光二极管的波长颜色可以通过PN结电压降来确定。其中典型的是砷化镓0.6p 0.4红色LED、砷化镓0.35p 0.65橙色LED、砷化镓0.14p 0.86黄色LED等,由于在制造中使用了镓、砷、磷等元素,这些LED常被称为三元素LED。GaN蓝色LED Gap绿色LED和GaAs红外LED被称为双元件LED。目前最新的技术是一种由Algainn四元素材料制成的四元素LED混合了铝(Al)、钙(Ca)、铟(In)和氮(N),可以覆盖所有可见光和部分紫外光谱。
 
发光强度:
  发光强度的衡量单位有照度单位(勒克司Lux)、光通量单位(流明Lumen)、发光强度单位(烛光 Candle power)
  1Lux(勒克司)是指1L的照明,将光通量均匀分布在1平方米的面积上。
  1L(流明)是指1cd烛光在1cm距离,1cm面积的平面上的光通量。
  1cd(烛光)是指在白金的冰点温度下被完全辐射物体的发光强度,即平方厘米面积的六十分之一。(以前是鲸鱼油蜡烛,直径2.2厘米,质量75.5克,火焰高度4.5厘米,每小时7.78克,水平方向的发光强度)
  通常采用具有发光体发光强度单位烛光,例如白炽灯、LED等。使用光通量单位流明反射或穿透物体,例如LCD投影仪,并且通常在摄影和其他领域使用照明勒克斯。这三个测量单位在数字上是相等的,但需要从不同的角度来理解。例如如果LCD投影仪的亮度(光通量)为1600流明,投影尺寸为60英寸(1平方米)到全反射屏幕,则其照明度将为1600勒克斯。假设其发光出口距离光源1厘米,面积为1平方厘米,则发光出口的发光强度为1600 cd。真正的LCD投影机由光的透射、反射或透射膜的损失以及光的不均匀分布,会大大降低亮度,一般50%的效率是非常好的。
  在实践中光强度计算通常使用易于调查或改变方向的数据。LED显示器的有发光体的发光强度单位一般采用cd/平方米,辅助参数采用观察角度,相当于屏幕表面照明单位勒克司。假设一个屏幕,该数值值乘以屏幕的有效显示面积,以从最佳角度获得整个屏幕的发光强度。如果每个像素的发光强度在相应的空间内是恒定的,则该值也可以被视为整个屏幕的光通量。一般来说室外LED显示器必须具有4000cd/平方米或更高的亮度才能在白天显示。普通室内LED的最大亮度约为700-2000 cd/m2。
  单个LED的光强度基于CD,并配备了视角参数。亮度与LED的颜色无关。单管的发光强度从几个mcds到5000 mcds不等。LED制造商给的发光强度是指LED在20mA电流下的发光强度,在最佳视角和中心位置的最强点。封装LED时,上透镜的形状和上透镜的芯片位置决定了LED的视角和强度分布。一般来说,同一个LED的视角越大,最大发光强度越小,但整个半球的累积光通量保持不变。
  当几个发光二极管紧密而有规律地放电时,它们的发光球体彼此重叠,从而在发光平面上形成均匀的发光强度分布。在计算显示屏的发光强度时,制造商提供的最大发光强度是根据LED的视角和LED的发光密度乘以30%-90%作为单管的平均发光强度来计算的。
一般来说LED具有较长的使用寿命。制造商通常将其标记为超过100000小时。实际上应该注意LED的亮度衰减周期。例如当大多数用于汽车尾灯的红色灯管被点亮超过10到几十个小时后,它们的亮度只有原来亮度的一半。衰减周期与LED生产的材料和工艺密切相关。一般来说在经济条件允许的情况下,应选择亮度衰减较慢的四分量LED。
 
配色、白平衡
  白色是红色、绿色和蓝色的混合物,与亮度成比例当绿色的亮度为69%,红色的亮度为21%,蓝色的亮度为10%时,混合后的眼睛会感到完全白色。然而由于工艺等原因LED的红、绿、蓝坐标不能达到完整的色谱效果,包括偏离原色在内的原色亮度得到白光称为配色。在全彩LED显示器配色之前,为了达到最佳的亮度和最低的成本,我们应该尽量选择光强约为3:6:1的基色LED器件来形成像素。白平衡需要三种原色在同一灰度合成纯白色。
 
原色、基色
  原色是可以组合成各种颜色的基本颜色。彩色灯的主要颜色是红、绿和蓝。三个顶点是理想的原色波长。如果主色偏离合成色的面积将减小,光谱表中的三角形也将减小。视觉上颜色不仅会偏离,而且丰富度也会降低。
  LED发出的红光、绿光和蓝光可分为紫红色、纯红色、橙红色、橙色、橙黄色、黄色、黄绿色、纯绿色、祖母绿、蓝绿色、纯蓝色、蓝紫色。等等。橙红色、黄绿色、蓝紫色比纯红色、纯绿色和纯蓝色便宜得多。绿色是三种原色中最重要的一种,因为绿色+颜色占白色亮度的69%,并且位于彩色水平图的中心。因此绿色是衡量颜色纯度与价格关系的重点。

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