常見LED的分類及其屬性(圖)
上傳人:文茂強 上傳時間: 2008-07-23 瀏覽次數: 1993 |
常見LED的分類
1. 按發光管發光顏色分成紅色、橙色、綠色(又細分黃綠、標準綠和純綠)、藍光等。另外,有的發光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。根據發光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色,上述各種顏色的發光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發光二極管不適合做指示燈用。
2. 按發光管出光面特征分為圓燈、方燈、矩形、面發光管、側向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發光二極管記作T-1;把φ5mm的記作T-1(3/4);把φ4.4mm的記作T-1(1/4)[6-8]。由半值角大小可以估計圓形發光強度角分布情況。從發光強度角分布圖來分有三類:
1)高指向性。一般為尖頭環氧封裝,或是帶金屬反射腔封裝,且不加散射劑。半值角為5~20或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或與光檢出器聯用以組成自動檢測系統。
2)標準型。通常作指示燈用,其半值角為20~45。
3)散射型。這是視角較大的指示燈,半值角為45~90或更大,散射劑的量較大。
3. 按發光二極管的結構分有全環氧包封、金屬底座環氧封裝、陶瓷底座環氧封裝及玻璃封裝等結構。
4. 按發光強度和工作電流分有普通亮度的LED(發光強度小于10mcd);超高亮度的LED(發光強度大于100mcd);把發光強度在10~100mcd間的叫高亮度發光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA,而低電流LED的工作電流在2mA以下(亮度與普通發光管相同)。
白光LED介紹
白光LED的合成途徑大體上有2條路可以走,第一條是RGB,也就是紅光LED+綠光LED+藍光LED,LED走RGB合成白光的這種辦法主要的問題是綠光的轉換效率底,現在紅綠藍LED轉換效率分別達到30%,10%和25%,白光流明效率可以達到60lm/w。
通過進一步提高藍綠光LED的流明效率,則白光流明效率可達到200lm/w。由于合成白光所要求的色溫和顯色指數不同,對合成白光的各色LED流明效率有不同的。隨著白光LED的深入發展,人們希望用作照明光源的白光LED的光譜、色品坐標、顯色性及相關色溫等均能滿足國際CIE和我國的有關標準,否則應認為不合格。我們對相關色溫8000 4000K白光LED的光色特性及其與正向電流的關系進行了總結。長期以來,低色溫(<4000K)、高顯色性的白光LE D按照當前主流方案InGaN藍色LED芯片和ce激活的稀土石榴石黃色熒光體組合的方案實現難度大,成為人們攻關的難題。因為黃色熒光體的發射光譜中缺少紅成份。故目前大多數報告限于有關5000K以上的高色溫白光LED的工作。
盡管白光LED已有商品,但缺少低色溫白光LED。5000K以上的高色溫商品,顯色性差,難以滿足市場,目前,由藍色芯片和熒光體組合的低色溫白光LED的報告極少。因此,無論從學術上研究,還是應用需要,發展低色溫(<4000K)高顯色性白光LED具有重要意義。
第二條路是LED+不同色光熒光粉:第一個方法是用紫外或紫光LED+RGB熒光粉來合成LED,這種工作原理和日光燈是類似的,但是比日光燈的性能要優越,其中紫光LED的轉換系數可達80%,各色熒光粉的量子轉換效率可以達到90%,還有一個辦法是用藍光LED+紅綠熒光粉,藍光LED效率60%,熒光粉效率70%;還有是藍光LED+黃色熒光粉來構成白光。
兩種途徑相比較之下,RGB三色LED合成白光綜合性能好,在高顯色指數下,流明效率有可能高到200lm/w,要解決的主要技術難題是提高綠光LED的電光轉換效率,目前只有13%左右,同時成本高。[NT:PAGE]
R、G、B三基色組成
白色是紅綠藍三基色按亮度比例混合而成,當光線中綠色的亮度為69%,紅色的亮度為21%,藍色的亮度為10%時,混色后人眼感覺到的是純白色。但LED 紅綠藍三色的色品坐標因工藝過程等原因無法達到全色譜的效果,而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光,稱為配色。當為全彩色LED 顯示屏進行配色前,為了達到最佳亮度和最低的成本,應盡量選擇三原色發光強度成大致為3:6:1 比例的LED 器件組成像素。白平衡要求三種原色在相同的調配值下合成的仍舊為純正的白色。
原色、基色:
原色指能合成各種顏色的基本顏色。色光中的原色為紅、綠、藍,色度圖中的三個頂點為理想的原色波長。如果原色有偏差,則可合成顏色的區域會減小,光譜表中的三角形會縮小,從視覺角度來看,色彩不僅會有偏差,豐富程度減少,見下圖。
LED 發出的紅、綠、藍光線根據其不同波長特性可大致分為紫紅、純紅、橙紅、橙、橙黃、黃、黃綠、純綠、翠綠、藍綠、純藍、藍紫等,橙紅、黃綠、藍紫色較純紅、純綠、純藍價格上便宜很多。三個原色中綠色最為重要,因為綠色占據了白色中69%的亮度,且處于色彩橫向排列表的中心。因此在權衡顏色的純度和價格兩者之間的關系時,綠色是著重考慮的對象。
大功率LED封裝結構
隨著半導體材料和封裝工藝的提高,LED的光通量和出光效率逐漸提高, 從而使固體光源成為可能, 已廣泛應用于交通燈、汽車照明、廣告牌等特殊照明領域, 并且逐漸向普通照明領域過渡, 被公認為有望取代白熾燈、熒光燈的第四代光源。
不同應用領域對LED光源提出更高要求, 除了對LED出光效率、光色有不同的要求, 而且對出光角度、光強分布有不同的要求。這不但需要上游芯片廠開發新半導體材料, 提高芯片制作工藝, 設計出滿足要求的芯片, 而且對下游封裝廠提出更高要求, 設計出滿足一定光強分布的封裝結構, 提高LED外部的光利用率。
目前封裝多種多樣,封裝將隨著今后的發展,不斷改進和迎合實際需要,為LED今后在各個領域應用奠定基礎。
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