LED光源是怎么發(fā)光的?LED光源有哪些光學(xué)參數(shù)?

?標準光源對色燈箱????|???? ?2023-05-18

LED光源是一種固體冷光源,它被認為是21世紀最有價值的新光源,它將取代現(xiàn)有的日光燈和白熾燈成為照明市場的主導(dǎo)光源。那么,LED光源是怎么發(fā)光的?LED光源有哪些光學(xué)參數(shù)?本文為大家介紹了LED光源的定義、原理及特點等,對LED光源知識感興趣的朋友不妨了解一下!

LED光源

什么是LED光源?

LED是固體光源,被認為是21世紀最有價值的新光源,它將取代現(xiàn)有的日光燈和白熾燈成為照明市場的主導(dǎo),是照明技術(shù)的一場新革命,它將在一定程度上改善人類的生活以及生產(chǎn)方式。LED照明的應(yīng)用前景被寄予厚望,并在全世界都掀起了高潮。

在1965年全球第一款商用化發(fā)光二極管做成。1968年,LED的研發(fā)利用氮摻雜工藝使器件的效率達到了1流明/瓦,并能夠發(fā)出橙光、紅光以及黃色光。此時,我國的第一批發(fā)光二極管開始進入市場。1971年又推出了具有相同效率的綠色芯片LED。1990年,LED業(yè)界有了新的成果,紅光四元材料的LED被開發(fā)出來,新的LED的光通量比標準器件的性能要高出了10倍。

在1991年-2001年這幾年里,因為材料技術(shù)、外形方面和芯片尺寸的進一步發(fā)展使得商用化的LED光通量提高了將近20倍。在1990 年推出的基于碳化硅芯片材料 LED的發(fā)光效率約是0.04流明/瓦,以前的發(fā)光強度很少有超過15mcd的。

在1994年日本日亞公司研制出了藍色超高亮度LED。至此彩色顯示所需的三基色藍、綠、紅、黃和橙等多種顏色的LED就都達到了坎德拉級的發(fā)光強度,實現(xiàn)了全色化以及超高亮度化,使基于LED的發(fā)光強度達到了坎德拉級,實現(xiàn)了全色化以及超高亮度化,打從而達到了基于LED的戶外全色顯示。

1998年飛利浦公司運用大尺寸的芯片封裝出了1W級的大功率器件,讓人們第一次看到了半導(dǎo)體光源進入普通照明領(lǐng)域的曙光。它被認為是21 世紀最有價值的新光源,將取代日光燈和白熾燈成為照明市場主導(dǎo),使得照明技術(shù)面臨了一場新的革命。


LED光源的發(fā)光原理:

LED是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它能直接把電轉(zhuǎn)化為光。其核心是一個半導(dǎo)體的晶片,晶片的一端是負極,附在一個支架上,另一端連接到電源的正極上,使整個的晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。

半導(dǎo)體的晶片由兩部分組成,一部分是空穴占主導(dǎo)地位的P型半導(dǎo)體,另一端是電子的N型半導(dǎo)體。兩個部分連接起來時,形成了一個P-N結(jié)。當電流通過導(dǎo)線作用在晶片上的時候,電子會被推向P區(qū),在P區(qū)里空穴和電子復(fù)合,就會以光子的形式發(fā)出來能量,這就是LED的發(fā)光原理。光的波長也就是光的顏色,是由形成P-N結(jié)的材料所決定的。目前也可以制造各種不同波長的LED。一般的LED晶片都是由稼基晶體所形成的,這個稼基晶體里邊包含的熒光粉產(chǎn)生的一種特定顏色。


LED光源的光學(xué)參數(shù)介紹:

LED的光學(xué)參數(shù)中重要的參數(shù)為:波長、光通量、發(fā)光強度、發(fā)光效率和光強分布。

發(fā)光效率是光通量與電功率的比值,發(fā)光效率表明了光源的節(jié)能特性,這也是衡量現(xiàn)代光源性能的重要指標。

LED的發(fā)光強度是表征在某個方向上的發(fā)光的強弱,因為LED在不同的空間角度光強相差很多,所以就必須要研究LED的光強分布特性。這個參數(shù)的實際意義很大,直接影響到了LED顯示裝置的最小觀察角度。比如在體育場館里的LED大型彩色顯示屏,如果選用的LED單管分布范圍是很窄的,那么處于較大角度的面對顯示屏的觀眾將看到失真的圖像。而且交通標志燈也要求人們能識別到較大的范圍。

對于LED光譜的特性主要還是要看它的單色性是否優(yōu)良,而且要注意到藍、紅、綠、白、黃色LED等主要顏色是否純正。因為在很多場合下,比如對顏色要求比較嚴格的交通信號燈,不過據(jù)觀察現(xiàn)階段我國的一些LED信號燈中紅色的為深紅,綠色發(fā)藍,因此對LED光譜的特性進行一下專門的研究是非常必要而且非常有意義的。

LED的光輸出量會隨著封裝方法的不同以及芯片的類型等其他的一些區(qū)別而變化的。但在國際上目前還沒有一個統(tǒng)一的標準去衡量它的亮度。一般以軸向的一個光點上的高度值來衡量的LED的發(fā)光總量的,并且用燭來表示。一個具有很高亮度值的LED,并不能代表它的光輸出量就會很高,要計算出其總輸出量,就必須考慮發(fā)光角度。不同封裝外殼的芯片LED就會有不同的亮度值。如果兩個LED有相同的亮度值,那么發(fā)光角度越大的輸出量也會越大。


LED光源的性能特點:

LED與其他光源相比,具有以下優(yōu)點:

1.環(huán)保。由于LED是由無毒材料制成的;

2.體積小。LED是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面;

3.顏色豐富。它既有白色的,也有發(fā)各種單色光的;

4.耗電量低。LED耗電非常低,它的功耗不超過 0.8W;

5.堅固耐用。LED不易損壞,幾乎可以免維護;

6.高亮度、低熱量。是普通鎢絲燈泡的兩倍;

7.使用壽命長。通常LED的使用壽命可達10萬小時。