LED是取自LightEmittingDiode三個字的縮寫,中文譯為“發(fā)光二極管”,顧名思義發(fā)光二極管是一種可以將電能轉化為光能的電子器件具有二極管的特征。目前不同的發(fā)光二極管可以發(fā)出從紅外到藍間不同波長的光線,目前發(fā)出紫色乃至紫外光的發(fā)光二極管也已經出生。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的色彩與工藝:
制作LED的材料不同,可以產生具有不同能量的光子,借此可以把持LED所發(fā)出光的波長,也就是光譜或色彩。歷史上第一個LED所應用的材料是砷(As)化鎵(Ga),其正向PN結壓降(VF,可以懂得為點亮或工作電壓)為1.424V,發(fā)出的光線為紅外光譜。另一種常用的LED材料為磷(P)化鎵(Ga),其正向PN結壓降為2.261V,發(fā)出的光線為綠光。
基于這兩種材料,早期LED產業(yè)應用GaAs1-xPx材枓結構,理論上可以生產從紅外光一直到綠光范疇內任何波長的LED,下標X代表磷元素代替砷元素的百分比。一般通過PN結壓降可以斷定LED的波長色彩。其中典范的有GaAs0.6P0.4的紅光LED,GaAs0.35P0.65的橙光LED,GaAs0.14P0.86的黃光LED等。由于制作采用了鎵、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。而目前最新的工藝是用混雜鋁(Al)、鈣(Ca)、銦(In)和氮(N)四種元素的AlGaInN的四元素材料制作的四元素LED,可以涵蓋所有可見光以及部份紫外光的光譜范疇。
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Candlepower)
1CD(燭光)指完整輻射的物體,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,質量為75.5克的鯨油燭,每小時燃燒7.78克,火焰高度為4.5厘米,沿程度方向的發(fā)光強度)
1L(流明)指1CD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。
一般主動發(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,一般用于攝影等范疇。三種衡量單位在數(shù)值上是等效的,但需要從不同的角度往懂得。比如:假如說一部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,假設其出光口距光源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。而真正的LCD投影機由于光傳播的損耗、反射或透光膜的損耗和光線散布不均勻,亮度將大打折扣,一般有50%的效率就很好了。
實際應用中,光強盤算經常采用比擬輕易測繪的數(shù)據單位或變向應用。
對于LED顯示屏這種主動發(fā)光體一般采用CD/平方米作為發(fā)光強度單位,并配合觀察角度為幫助參數(shù),其等效于屏體表面的照度單位勒克司;將此數(shù)值與屏體有效顯示面積相乘,得到全部屏體的在最佳視角上的發(fā)光強度,假設屏體中每個像素的發(fā)光強度在相應空間內恒定,則此數(shù)值可被認為也是全部屏體的光通量。一般室外LED顯示屏須達到4000CD/平方米以上的亮度才可在日光下有比擬幻想的顯示后果。普通室內LED,最大亮度在700~2000CD/平方米左右。
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的色彩沒有關系。單管的發(fā)光強度從幾個mCD到五千mCD不等。LED生產廠商所給出的發(fā)光強度指LED在20mA電流下點亮,最佳視角上及中心腸位上發(fā)光強度最大的點。封裝LED時頂部透鏡的外形和LED芯片距頂部透鏡的地位決定了LED視角和光強散布。一般來說雷同的LED視角越大,最大發(fā)光強度越小,但在全部立體半球面上累計的光通量不變。