LED 是取自 Light Emitting Diode 三個字的縮寫,中文譯為“發(fā)光二極管”,顧名思義發(fā)光二極管是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的電子器件具有二極管的特性。當(dāng)前不一樣的發(fā)光二極管能夠宣布從紅外到藍間不一樣波長的光線,當(dāng)前宣布紫色乃至紫外光的發(fā)光二極管也現(xiàn)已誕生。除此之外還有在藍光 LED 上涂上熒光粉,將藍光轉(zhuǎn)化成白光的白光 LED。
LED的顏色與技術(shù):
制作LED的資料不一樣,能夠發(fā)生具有不一樣能量的光子,借此能夠控制LED所宣布光的波長,也即是光譜或顏色。歷史上第一個LED所運用的資料是砷(As) 化鎵(Ga) ,其正向PN結(jié)壓降(VF,能夠了解為點亮或作業(yè)電壓)為1.424V,宣布的光線為紅外光譜。另一種常用的LED資料為磷(P)化鎵(Ga),其正向 PN結(jié)壓降為2.261V,宣布的光線為綠光。
基于這兩種資料,早期 LED工業(yè)運用GaAs1-xPx材枓結(jié)構(gòu),理論上能夠出產(chǎn)從紅外光一直到綠光范圍內(nèi)任何波長的LED,下標(biāo)X代表磷元素取代砷元素的百分比。通常通過 PN結(jié)壓降能夠斷定LED的波長顏色。其中典型的有GaAs0.6P0.4 的紅光 LED,GaAs0.35P0.65 的橙光LED,GaAs0.14P0.86 的黃光 LED等。因為制作采用了鎵、砷、磷三種元素,所以俗稱這些LED為三元素發(fā)光管。而GaN(氮化鎵)的藍光 LED 、GaP 的綠光 LED和GaAs紅外光LED,被稱為二元素發(fā)光管。而當(dāng)前最新的技術(shù)是用混合鋁(Al)、鈣(Ca) 、銦(In)和氮(N)四種元素的AlGaInN 的四元素資料制作的四元素LED,能夠包括一切可見光以及部份紫外光的光譜范圍。
發(fā)光強度:
發(fā)光強度的衡量單位有照度單位(勒克司Lux)、光通量單位(流明Lumen)、發(fā)光強度單位(燭光 Candle power)
1CD(燭光)指完全輻射的物體,在白金凝固點溫度下,每六十分之一平方厘米面積的發(fā)光強度。(以前指直徑為2.2厘米,質(zhì)量為75.5克的鯨油燭,每小時焚燒7.78克,火焰高度為4.5厘米,沿水平方向的發(fā)光強度)
1L(流明)指1 CD燭光照射在間隔為1厘米,面積為1平方厘米的平面上的光通量。
1Lux(勒克司)指1L的光通量均勻地散布在1平方米面積上的照度。
通常主動發(fā)光體采用發(fā)光強度單位燭光 CD,如白熾燈、LED等;反射或穿透型的物體采用光通量單位流明L,如LCD投影機等;而照度單位勒克司Lux,通常用于攝影等領(lǐng)域。三種衡量單位在數(shù)值上是等效的,但需要從不一樣的角度去了解。比如:如果說一部LCD投影機的亮度(光通量)為1600流明,其投影到全反射屏幕的尺寸為60英寸(1平方米),則其照度為1600勒克司,假定其出光口距光源1厘米,出光口面積為1平方厘米,則出光口的發(fā)光強度為 1600CD。而真實的LCD投影機因為光傳達的損耗、反射或透光膜的損耗和光線散布不均勻,亮度將大打折扣,通常有50%的效率就很好了。
實踐運用中,光強核算常常采用比較簡單測繪的數(shù)據(jù)單位或變向運用。關(guān)于LED顯現(xiàn)屏這種主動發(fā)光體通常采用CD/平方米作為發(fā)光強度單位,并合作觀察角度為輔佐參數(shù),其等效于屏體表面的照度單位勒克司;將此數(shù)值與屏體有效顯現(xiàn)面積相乘,得到全部屏體的在最好視角上的發(fā)光強度,假定屏體中每個像素的發(fā)光強度在相應(yīng)空間內(nèi)恒定,則此數(shù)值可被以為也是全部屏體的光通量。通常室外LED顯現(xiàn)屏須達到4000CD/平方米以上的亮度才可在日光下有比較抱負(fù)的顯現(xiàn)效果。普通室內(nèi)LED,******亮度在700~2000 CD/平方米擺布。
單個LED的發(fā)光強度以CD為單位,同時配有視角參數(shù),發(fā)光強度與LED的顏色沒有聯(lián)系。單管的發(fā)光強度從幾個mCD到五千mCD不等。LED出產(chǎn)廠商所給出的發(fā)光強度指LED在20mA電流下點亮,最好視角上及中間位置上發(fā)光強度******的點。封裝LED時頂部透鏡的形狀和LED芯片距頂部透鏡的位置決定了 LED視角和光強散布。通常來說一樣的LED視角越大,******發(fā)光強度越小,但在全部立體半球面上累計的光通量不變。
當(dāng)多個LED較緊密規(guī)則排放,其發(fā)光球面彼此疊加,導(dǎo)致全部發(fā)光平面發(fā)光強度散布比較均勻。在核算顯現(xiàn)屏發(fā)光強度時,需依據(jù)LED視角和LED的排放密度,將廠商提供的******點發(fā)光強度值乘以30%~90%不等,作為單管均勻發(fā)光強度。
通常LED的發(fā)光壽數(shù)很長,出產(chǎn)廠家通常都標(biāo)明為100,000小時以上,實踐還應(yīng)留意LED的亮度衰減周期,如大多數(shù)用于轎車尾燈的UR紅管點亮十幾至幾十小時后,亮度就只有原來的一半了。亮度衰減周期與LED出產(chǎn)的資料技術(shù)有很大聯(lián)系,通常在經(jīng)濟條件許可的情況下應(yīng)選用亮度衰減較緩慢的四元素LED。
配色、白平衡:
白色是紅綠藍三色按亮度份額混合而成,當(dāng)光線中綠色的亮度為69%,赤色的亮度為21%,藍色的亮度為10%時,混色后人眼感覺到的是純白色。但LED紅綠藍三色的色品坐標(biāo)因技術(shù)進程等緣由無法達到全色譜的效果,而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光,稱為配色。
當(dāng)為全彩色LED顯現(xiàn)屏進行配色前,為了達到最好亮度和最低的本錢,應(yīng)盡量選擇三原色發(fā)光強度成大致為3:6:1份額的LED器件組成像素。
白平衡要求三種原色在一樣的調(diào)灰值下合成的仍舊為純正的白色。