LED 是取自 Light Emitting Diode 三個字的縮寫,中文譯為“發光二極管”,顧名思義發光二極管是一種能夠將電能轉化為光能的電子器件具有二極管的特性。當前不一樣的發光二極管能夠宣布從紅外到藍間不一樣波長的光線,當前宣布紫色乃至紫外光的發光二極管也現已誕生。除此之外還有在藍光 LED 上涂上熒光粉,將藍光轉化成白光的白光 LED。
LED的顏色與技術:
制作LED的資料不一樣,能夠發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結壓降(VF,能夠了解為點亮或作業電壓)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工業運用GaAs1-xPx材枓結構,理論上能夠出產從紅外光一直到綠光范圍內任何波長的LED,下標X代表磷元素取代砷元素的百分比。通常通過 PN結壓降能夠斷定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,被稱為二元素發光管。而當前最新的技術是用混合鋁(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。
發光強度:
發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光強度。(以前指直徑為2.2厘米,質量為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。
通常主動發光體采用發光強度單位燭光 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,通常用于攝影等領域。三種衡量單位在數值上是等效的,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據單位或變向運用。關于LED顯現屏這種主動發光體通常采用CD/平方米作為發光強度單位,并合作觀察角度為輔佐參數,其等效于屏體表面的照度單位勒克司;將此數值與屏體有效顯現面積相乘,得到全部屏體的在最好視角上的發光強度,假定屏體中每個像素的發光強度在相應空間內恒定,則此數值可被以為也是全部屏體的光通量。通常室外LED顯現屏須達到4000CD/平方米以上的亮度才可在日光下有比較抱負的顯現效果。普通室內LED,******亮度在700~2000 CD/平方米擺布。
單個LED的發光強度以CD為單位,同時配有視角參數,發光強度與LED的顏色沒有聯系。單管的發光強度從幾個mCD到五千mCD不等。LED出產廠商所給出的發光強度指LED在20mA電流下點亮,最好視角上及中間位置上發光強度******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,******發光強度越小,但在全部立體半球面上累計的光通量不變。
當多個LED較緊密規則排放,其發光球面彼此疊加,導致全部發光平面發光強度散布比較均勻。在核算顯現屏發光強度時,需依據LED視角和LED的排放密度,將廠商提供的******點發光強度值乘以30%~90%不等,作為單管均勻發光強度。
通常LED的發光壽數很長,出產廠家通常都標明為100,000小時以上,實踐還應留意LED的亮度衰減周期,如大多數用于轎車尾燈的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出產的資料技術有很大聯系,通常在經濟條件許可的情況下應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因技術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。
當為全彩色LED顯現屏進行配色前,為了達到最好亮度和最低的本錢,應盡量選擇三原色發光強度成大致為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灰值下合成的仍舊為純正的白色。