【文章內(nèi)容簡介】 所它們發(fā)光的顏色 鋁砷化鎵(AlGaAs)紅色及紅外線 鋁磷化鎵(AlGaP)綠色 磷化鋁銦鎵(AlGaInP)高亮度的橘紅色，橙色，黃色，綠色 磷砷化鎵(GaAsP)紅色，橘紅色，黃色磷化鎵(GaP)紅色，黃色，綠色 氮化鎵(GaN)綠色，翠綠色，藍(lán)色 銦氮化鎵(InGaN)近紫外線，藍(lán)綠色，藍(lán)色 碳化硅(SiC)(用作襯底)藍(lán)色 硅(Si)(用作襯底)藍(lán)色(開發(fā)中) 藍(lán)寶石(Al2O3)(用作襯底)藍(lán)色 zincselenide(ZnSe)藍(lán)色 鉆石(C)紫外線 氮化鋁(AlN),aluminiumgalliumnitride(AlGaN)波長為遠(yuǎn)至近的紫外線材料先進(jìn)性的進(jìn)一步研究：假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外，還有些電子被非發(fā)光中心（這個中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復(fù)合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。發(fā)光的復(fù)合量相對于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。 理論和實踐證明，光的峰值波長λ與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料禁帶寬度Eg有關(guān)，即 λ≈1240/Eg（nm） 式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產(chǎn)生可見光（波長在380nm紫光～780nm紅光），～。比紅光波長長的光為紅外光?，F(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管，但其中藍(lán)光二極管成本、價格很高，使用不普遍。LED以其固有的特點(diǎn)，如省電、壽命長、耐震動，響應(yīng)速度快、冷光源等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于指示燈、信號燈、顯示屏、景觀照明等領(lǐng)域，在我們的日常生活中處處可見，家用電器、電話機(jī)、儀表板照明、汽車防霧燈、交通信號燈等。但由于其亮度差、價格昂貴等條件的限制，無法作為通用光源推廣應(yīng)用。 近幾年來，隨著人們對半導(dǎo)體發(fā)光材料研究的不斷深入，LED制造工藝的不斷進(jìn)步和新材料（氮化物晶體和熒光粉）的開發(fā)和應(yīng)用，各種顏色的超高亮度LED取得了突破性進(jìn)展，其發(fā)光效率提高了近1000倍，色度方面已實現(xiàn)了可見光波段的所有顏色與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LED光源是低壓微電子產(chǎn)品。它成功融合了計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導(dǎo)體光電器件“高新尖”技術(shù)，具有在線編程、無限升級、靈活多變的特點(diǎn)。發(fā)光原理公式：理論和實踐證明，發(fā)光的波長或頻率取決于選用的半導(dǎo)體材料和能隙，的單位為電子伏（eV） (1) (2)式中：為電子運(yùn)動速度，h為普朗克常量，q為載流子所帶電荷，c為光速，為發(fā)光波長。目前的研究中，由于LED的實際物理尺寸比較小，都將其視為一個點(diǎn)光源是完全可行的。這也是目前研究中普遍采用的光源模型。LED是一個光強(qiáng)漸變的光源，其光強(qiáng)分布近似遵循郎伯分布，但是并不是一個理想的余弦分布，其分布可以表示為 (5)式中是LED發(fā)光平面法線方向上的光強(qiáng)，是觀察方向與法線方向的夾角，m為系數(shù)，根據(jù)不同視角的LED選擇不同的m值，以便更好的模擬LED的光強(qiáng)分布。公式是LED應(yīng)用于照明設(shè)計的基礎(chǔ)，也是背景光計算的基礎(chǔ)。IV(Intensity )1. 定義﹕IV即發(fā)光強(qiáng)度﹐表示光源在一定方向范圍內(nèi)發(fā)出的光通量的空間分布的物理量。 LED所檢測之IV值通常是指法線(對圓柱形發(fā)光二極管是指其軸線)方向上的發(fā)光強(qiáng)度。若該方向上輻射強(qiáng)度為(1/683)W/sr時﹐則發(fā)光1坎德拉(符號為cd)。由于一般LED的發(fā)光強(qiáng)度較小﹐故發(fā)光強(qiáng)度常用米里坎德拉(mcd)作單位。2. 單位﹕(mcd﹑cd﹑lm﹑lux)﹔**cd坎德拉(candela)﹔1cd的定義﹕指以一尺的距離﹐點(diǎn)一支蠟燭所照射的亮度稱﹔1cd = 1000mcd﹔ **lm流明(光通量單位)(lummious)﹔ lm的定義﹕指單位面積內(nèi)人眼接受LED發(fā)射的全部光能﹔光通量定義﹕指輻射通量與視覺函數(shù)的乘積，以Ф表示﹐表示光源表面的客觀輻射通量對人眼所引起的視覺強(qiáng)度﹔lux定義﹕指單位面積所照射的cd值﹔3. 視覺函數(shù)﹕a. 相等的輻射通量，由于波長不同，引起人眼的感覺也不同,設(shè)任一波長λ的光和波長為555nm的光，產(chǎn)生相同亮暗視覺所需的輻射通量分別為△ε555和△ε(λ)，則比值：υ(λ)=△ε555/△ε(λ)稱為視覺函數(shù)。b. 眼睛對各種不同波長的光的視覺敏感度：黃綠光最敏感，紅光和紫光較差，紅外線和紫外光，則無視覺反應(yīng)。c. 在引起強(qiáng)度相等的視覺情況下，若所需的某一單色光的輻射通量越小，則說明人眼對該單色光的視覺敏感度越高。4. 照度 a. 單位﹕mcd/cm2 b. 定義 ﹕指被照物所承受的能量值。5. 輝度a. mw/cm2b. 定義﹕指發(fā)光物所發(fā)出的能量值(光功率密度)。備注﹕a. mw屬輻射學(xué)﹐(發(fā)射出來即一定要有接收體﹐以接收強(qiáng)度為單位)﹔b. mcd﹑lm﹑lux屬光度學(xué)(針對肉眼)。備注﹕測試亮度時﹐光源與測試頭距離，接受面積為10*10mm。 LED發(fā)光原理LED是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，其核心是PN結(jié)，它除具有普通PN結(jié)的正向?qū)?、反向截止、擊穿特性外，在一定條件下，還具有發(fā)光特性。在外加正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注放N區(qū)，進(jìn)入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光。屏體亮度計算公式： 亮度：屏體整體亮度由單顆燈的亮度整合起來。舉例如下：3906點(diǎn)的P16戶外全彩屏2R1PG1B(1/4掃描)，大連路美管芯，其中紅管發(fā)光亮度為800mcd，綠管發(fā)光亮度為2300mcd，藍(lán)管發(fā)光亮度為350mcd，由此可計算一個平方理論亮度為（800*2+2300+350）*3906/1000/4=4150cd在明確亮度及點(diǎn)密度的要求條件下，如何計算單管的亮度？計算方法如下：（以兩紅、一綠、一藍(lán)為例）[下面m2指平方米]紅色LED燈亮度：亮度（cd）/m2247。點(diǎn)數(shù)/m2247。2綠色LED燈亮度：亮度（cd）/m2247。點(diǎn)數(shù)/m2藍(lán)色LED燈亮度：亮度（cd）/m2247。點(diǎn)數(shù)/m2例如：每平米2500點(diǎn)密度，2R1G1B，每平米亮度要求為5000cd/m2，則：紅色LED燈亮度為：5000247。2500247。2=綠色LED燈亮度為：5000247。2500247。2=藍(lán)色LED燈亮度為：5000247。2500= 每像素點(diǎn)的亮度為：2++=光輻射（Light and radiation）:光是指人眼可以感知為明亮的點(diǎn)輻射，也可以說是整個電磁輻射光譜中人眼可以看見的部分；這部分的波長分布在360到830nm,只占已知的電磁輻射光譜中的非常微小的部分。光通量（Luminous flux）:單位為：劉明（Lumen，lm）由一光源所反射并被人眼感知的所有輻射能稱為光通量。光強(qiáng)度（luminous intensity,I）：光源在某一方向立體角內(nèi)的光通量大小。單位：坎德拉（candela,cd）一般而言，光源會向不同方向以不同的強(qiáng)度放射出其光通量。在特定方向所放出的可見輻射強(qiáng)度稱為光強(qiáng)度。照度（Illuminance,E）:單位：勒克斯（Lux,lx）照度是光通量與被照面的比值。1lux的照度為1lumen的光通量均勻分布在面積為一平方米的區(qū)域。輝度（Luminance,L）：單位：坎德拉每平方米（cd m2）一光源或一被照面的輝度指其單位表面積在某一方向上的光強(qiáng)度密度，也可說是人眼所感知此光源或被照面的明亮程度。放光效率（Luminous efficacy, η）:單位：流明每瓦[lmW]代表光源將所消耗的 電能轉(zhuǎn)換成光的效率