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浅谈LED三色光是如何产生... 2016-3-16

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浅谈LED三色光是如何产生... 2016-3-16

发布日期:2015-05-13 00:00 来源:http://www. 点击:

目前市面上比较普遍广泛是使用的是红、绿、蓝三种色,因此也就有小伙伴问到led三色光是如何产生发光的,我们来看看专家怎么解析。

  一般led的发光颜色和效率与制作led的材料有关,由于led工作电压本身低,所以能够主动发光,由于制造led的材料不同,可以产生不同能量的光子,因此可以通过这些原理来控制led所发出光的波长,也就是光谱或颜色。

  最早使用制作led的材料是砷(As)化镓(Ga),发出的光线为红外光谱,另外一种是磷(P)化镓(Ga),发出的光线为绿光。基于在这俩种材料上,早期LED工业运用GaAs1-xPx材枓结构,理论上可以生产从红外光一直到绿光范围内任何波长的LED。所以到后来采用采用了镓、砷、磷三种元素,就被俗称这些LED为三元素发光管。

  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 Candlepower)

  1CD(烛光)指完全辐射的物体,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,每小时燃烧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1CD烛光照射在距离为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的光通量均匀地分布在1平方公尺面积上的照度。

  一般主动发光体采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采用光通量单位流明L,如LCD投影机等;而照度单位勒克司Lux,一般用于摄影等领域。

三种衡量单位在数值上是等效的,但需要从不同的角度去理解。

  比如:如果说一部LCD投影机的亮度(光通量)为1600流明,其投影到全反射屏幕的尺寸为60英寸(1平方公尺),则其照度为1600勒克司,假设其出光口距光源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。而真正的LCD投影机由于光传播的损耗、反射或透光膜的损耗和光线分布不均匀,亮度将大打折扣,一般有50%的效率就很好了。

  实际使用中,光强计算常常采用比较容易测绘的数据单位或变向使用。对于LED屏幕这种主动发光体一般采用CD/平方公尺作为发光强度单位,并配合观察角度为辅助参数,其等效于屏体表面的照度单位勒克司;将此数值与屏体有效显示面积相乘,得到整个屏体的在最佳视角上的发光强度,假设屏体中每个像素的发光强度在相应空间内恒定,则此数值可被认为也是整个屏体的光通量。一般室外LED屏幕须达到4000CD/平方公尺以上的亮度才可在日光下有比较理想的显示效果。普通室内LED,最大亮度在700~2000CD/平方公尺左右。

  单个LED的发光强度以CD为单位,同时配有视角参数,发光强度与LED的色彩没有关系。单管的发光强度从几个mCD到5000mCD不等。LED生产厂商所给出的发光强度指LED在20mA电流下点亮,最佳视角上及中心位置上发光强度最大的点。封装LED时顶部透镜的形状和LED芯片距顶部透镜的位置决定了LED视角和光强分布。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较紧密规则排放,其发光球面相互迭加,导致整个发光平面发光强度分布比较均匀。

  在计算屏幕发光强度时,需根据LED视角和LED的排放密度,将厂商提供的最大点发光强度值乘以30%~90%不等,作为单管平均发光强度。

  一般LED的发光寿命很长,生产厂家一般都标明为100,000小时以上,实际还应注意LED的亮度衰减周期,如大部分用于汽车尾灯的UR红管点亮十几至几十小时后,亮度就只有原来的一半了。

  亮度衰减周期与LED生产的材料制程有很大关系,一般在经济条件许可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比例混合而成,当光线中绿色的亮度为69%,红色的亮度为21%,蓝色的亮度为10%时,混色后人眼感觉到的是纯白色。但LED红绿蓝三色的色品坐标因制程过程等原因无法达到全色谱的效果,而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光,称为配色。当为全彩色LED屏幕进行配色前,为了达到最佳亮度和最低的成本,应尽量选择三原色发光强度成大致为3:6:1比例的LED器件组成图素。

  白平衡要求三种原色在相同的调灰值下合成的仍旧为纯正的白色。

  原色、基色:原色指能合成各种颜色的基本颜色。色光中的原色为红、绿、蓝,下图为光谱表,表中的三个顶点为理想的原色波长。如果原色有偏差,则可合成颜色的区域会减小,光谱表中的三角形会缩小,从视觉角度来看,色彩不仅会有偏差,丰富程度减少。

  LED发出的红、绿、蓝光线根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、翠绿、蓝绿、纯蓝、蓝紫等,橙红、黄绿、蓝紫色较纯,红、纯绿、纯蓝价格上便宜很多。

  三个原色中绿色最为重要,因为绿色占据了白色中69%的亮度,且处于色彩横向排列表的中心。因此在权衡颜色的纯度和价格两者之间的三基色组成方式,在三基色设计应用中通常是,通过调节设定LED电流来达到白平衡和最大的期望亮度值。

  我们一般将最简单、最优化的配色方式作为,设计全彩显示技术的颜色再现方法。 白平衡是检验颜色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比例混合而成,当光线中绿色的亮度为69%,红色的亮度为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液晶显示都是这样组成的。

  如果有需要咨询,欢迎来电中山市璟丽照明有限公司: 18666155926 


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