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LED发光色彩和发光功率

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 LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和制程有关,目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。由于LED工作电压低(仅1.5-3V),能

LED发光色彩和发光功率


 LED的发光色彩和发光功率与制作LED的资料和制程有关,现在广泛运用的有红、绿、蓝三种。由于LED作业电压低(仅1.5-3V),能自动发光且有必定亮度,亮度又能用电压(或电流)调理,自身又耐冲击、抗振荡、寿数长(10万小时)。制作LED的资料不同,能够发生具有不同能量的光子,藉此能够操控LED所宣布光的波长,也便是光谱或色彩。



浅谈LED发光色彩和发光功率(多图)


  史上第一个LED所运用的资料是砷(As)化镓(Ga) ,其正向PN结压降(VF,能够了解为点亮或作业电压)为1.424V,宣布的光线为红外光谱。另一种常用的LED资料为磷(P)化镓(Ga),其正向PN结压降为2.261V,宣布的光线为绿光。


  依据这两种资料,前期 LED工业运用GaAs1-xPx材枓结构,理论上能够出产从红外光一直到绿光规模内任何波长的LED,下标X代表磷元素替代砷元素的百分比。一般经过 PN结压降能够确认LED的波长色彩。其间典型的有GaAs0.6P0.4 的红光LED,GaAs0.35P0.65的橙光LED,GaAs0.14P0.86的黄光 LED等。由于制作选用了镓、砷、磷三种元素,所以俗称这些LED为三元素发光管。


  而GaN(氮化镓)的蓝光 LED 、GaP 的绿光 LED和GaAs红外光LED,被称为二元素发光管。而现在最新的制程是用混合铝(Al)、钙(Ca) 、铟(In)和氮(N)四种元素的AlGaInN 的四元素资料制作的四元素LED,能够包含一切可见光以及部份紫外光的光谱规模。


  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) 1CD(烛光)指彻底辐射的物体,在白金凝固点温度下,每六十分之一平方公分面积的发光强度。(以前指直径为2.2公分,质量为75.5克的鲸油烛,每小时焚烧7.78克,火焰高度为4.5公分,沿水平方向的发光强度) 1L(流明)指1 CD烛光照射在间隔为1公分,面积为1平方公分的平面上的光通量。


  1Lux (勒克司)指1L的光通量均匀地散布在1平方公尺面积上的照度。一般自动发光体选用发光强度单位烛光 CD,如白炽灯、LED等;反射或穿透型的物体选用光通量单位流明L,如LCD投影机等;而照度单位勒克司Lux,一般用于拍摄等范畴。三种衡量单位在数值上是等效的,但需求从不同的视点去了解。比方:假如说一部LCD投影机的亮度(光通量)为1600流明,其投影到全反射萤幕的尺度为60英寸(1平方公尺),则其照度为1600勒克司,假定其出光口距光源1公分,出光口面积为1平方公分,则出光口的发光强度为1600CD。而真实的LCD投影机由于光传达的损耗、反射或透光膜的损耗和光线散布不均匀,亮度将大打折扣,一般有50%的功率就很好了。


  实践运用中,光强核算常常选用比较简略测绘的资料单位或变向运用。关于LED萤幕这种自动发光体一般选用CD/平方公尺作为发光强度单位,并合作调查视点为辅佐参数,其等效于屏体表面的照度单位勒克司;将此数值与屏体有用显现面积相乘,得到整个屏体的在最佳视角上的发光强度,假定屏体中每个图元的发光强度在相应空间内稳定,则此数值可被以为也是整个屏体的光通量。一般室外LED萤幕须到达4000CD/平方公尺以上的亮度才可在日光下有比较抱负的显现作用。一般室内LED,最大亮度在700~2000 CD/平方公尺左右。


  单个LED的发光强度以CD为单位,一起配有视角参数,发光强度与LED的色彩没有联系。单管的发光强度从几个mCD到5000mCD不等。LED出产厂商所给出的发光强度指LED在20mA电流下点亮,最佳视角上及中心方位上发光强度最大的点。封装LED时顶部透镜的形状和LED芯片距顶部透镜的方位决议了LED视角和光强散布。一般来说相同的LED视角越大,最大发光强度越小,但在整个立体半球面上累计的光通量不变。当多个LED较严密规矩排放,其发光球面彼此叠加,导致整个发光平面发光强度散布比较均匀。


  在核算萤幕发光强度时,需依据LED视角和LED的排放密度,将厂商供给的最大点发光强度值乘以30%~90%不等,作为单管均匀发光强度。一般LED的发光寿数很长,出产厂家一般都标明为100,000小时以上,实践还应留意 LED的亮度衰减周期,如大部分用于轿车尾灯的UR红管点亮十几至几十小时后,亮度就只有本来的一半了。


  亮度衰减周期与LED出产的资料制程有很大联系,一般在经济条件答应的情况下应选用亮度衰减较缓慢的四元素LED。配色、白平衡:白色是红绿蓝三色按亮度份额混合而成,当光线中绿色的亮度为69%,赤色的亮度为21%,蓝色的亮度为10%时,混色后人眼感觉到的是纯白色。但LED红绿蓝三色的色品座标因制程进程等原因无法到达全色谱的作用,而操控原色包含有误差的原色的亮度得到白色光,称为配色。当为全五颜六色LED萤幕进行配色前,为了到达最佳亮度和最低的本钱,应尽量挑选三原色发光强度成大致为3:6:1份额的LED器材组成图素。


  白平衡要求三种原色在相同的调灰值下组成的依旧为纯粹的白色。原色、基色:原色指能组成各种色彩的根本色彩。色光中的原色为红、绿、蓝。假如原色有误差,则可组成色彩的区域会减小,光谱表中的三角形会缩小,从视觉视点来看,色彩不只会有误差,丰厚程度削减。


浅谈LED发光色彩和发光功率(多图)


  LED宣布的红、绿、蓝光线依据其不同波长特性和大致分为紫红、纯红、橙红、橙、橙黄、黄、黄绿、纯绿、碧绿、蓝绿、纯蓝、蓝紫等,橙红、黄绿、蓝紫色较纯红、纯绿、纯蓝价格上廉价许多。三个原色中绿色最为重要,由于绿色占有了白色中69%的亮度,且处于色彩横向排列表的中心。因此在权衡色彩的纯度和价格两者之间的三基色组成办法,在三基色规划使用中通常是,经过调理设定LED电流来到达白平衡和最大的希望亮度值。


  咱们一般将最简略、最优化的配色办法作为,规划全彩显现技能的色彩再现办法。白平衡是查验色彩组成的重要标志之一。三基色白光一般是红绿蓝三基色按亮度份额混合而成,当光线中绿色的亮度为69%,赤色的亮度为21%,蓝色的亮度为10%时,混色后人眼感觉到的是纯白色。早前的CRT电视机到现在的LCD液晶显现都是这样组成的。

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