LED基础及运用
什么是LED
什么是LED---LED发光原理
。 • LED：light emitting diode------发光二极管
• LED自发性的发光是由于电子与空穴的复合而产生的。 • 当LED两端加上正向电压，电流从LED阳极流向阴极时，电子由N区注
入P区，空穴由P区注入N区。 • 如下图，在电动势的作用下，电子对从能量高的能级跳跃到能量低
光与色---LED基础参数
光通量Φ: 通过发光二极管的正向电流为规定值时，一光源所发射并
被人眼感知之所有辐射能称之为光通量。单位:流明(lm)
发光强度: 光源在单位立体角内发射的光（或辐射）通量。
I=dΦ/dΩ。单位:砍德拉（cd）
照度: 照度是用来说明被照面上被照射的程度。
E =dΦ/dA。单位：勒克斯（lx）
MOCVD材料生长工艺
片
芯片制备工艺
荧光粉、金线
中
硅胶、环氧树脂
游
芯片封装工艺
LED外延片
半
导
LED芯片
体
行
LED封装
业
封
支架、其他配件
装
配套件
SSL照明系统/工程
LED灯具
下 背光源产品
游
应 用
手机、数码相 机/相框等便 携电子产品，
监视器/液晶
彩电/电脑/人
机界面
指示/显示
信号
显示牌、银行。 证券、机场、 车站、体育场、 广场显示屏
光与色---LED基础参数 波长 (Wavelength )
➢ 光是一种电磁波 ➢ 波长决定光的颜色 ➢ 可见光的波段从紫光(约 380nm )到红光(780nm ) ➢ 不可见光的波长
* 红外线长于 780nm * 紫外线短于 380nm
x-射线
紫外线 100-380nm
可見光 380-780
nm
Energy
Hazardous
Consumption Substances
Less Weight
Recycling and
Disposal
Lifetime Reliabiliti
金属有机源：三甲基镓、二乙基铟
高纯气体：氨气、氢气
游
外
延 片 芯
基础材料行业
例如: 2700K 烛光色 3000K 暖白色 3500K 白色 4000K 冷白色 5000K 日光色 6500K 冷日光色
光与色---LED基础参数
相关色温:对于某些光源发射的光（比如气体放电灯和LED)的颜色和
各种温度下的黑体辐射的颜色不完全相同(色坐标有差别).若光源发射 的光与黑体在某一温度下辐射的光颜色最接近,则黑体的温度称为该 光源的相关色温。 关于相关色温，标同一色温的光源，处在色温直线的不同位置，其颜 色不一样，给人们选择光源带来很大的问题（颜色一致性差）。
亮度:亮度也是用来表示物体表面发光强弱的物理量，被视物体发光面
在视线方向上的发光强度与发光面在垂直于该方向上的投影面积的 比值，称为发光面的表面亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m2）。
光与色---LED基础参数 色温:当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时,
黑体的温度称为该光源的颜色温度。 黑体是内部中空开一小孔的球体，单位为开尔文（K)
光与色
光源 二次光学
外
电 源
LED灯具
观 、
结
构
散热
考核：认证、测试
光与色---LED光源分类
SMD：它是Surface Mounted Devices的缩写，意为：表面贴装器件，它是
SMT(Surface Mount Technology 中文:表面黏著技术）元器件中的一种， 可以进行回流焊，适合于自动化大规模生产 小功率LED一般为单颗0.2W以下，常见的有 3528 / 3014 / 5050 中功率LED一般为单颗0.2W~0.5W，常见的有5630 / 2323 / 3030
CIE1931 色度图
光与色---LED白光的产生 加色原理
红+绿+蓝=白 蓝+黄=白 红+青=白 绿+品红=白
光与色---LED白光的产生
1. RGB三种LED波长匹配混光 2. 蓝光LED加黄色荧光粉
的空穴，据能量守恒，多余的能量以光和热的形式释放出。
LED光源的优点
传统照明光源 • 白炽灯
• 卤素光源
• 荧光光源
• 气体放电光源
发光二极管(LED)
• 长寿命 • 能源转换效率高 • 数字化调光调色 • 体积小 (设计自由度高) • 方向性光源 • 固态光源/抗震性强 • 启动迅速 • 无红外/紫外光线 • 低电压 • 不含汞/水银
道路信号灯、 机场信号灯、 铁路信号灯、
航标灯
汽车灯
仪表盘灯、刹 车灯、尾灯、 牌照灯、阅读 灯、转弯灯、
前照灯等
城市景观亮化
地埋灯、水底 灯、草坪灯、 庭院灯、灯箱 、 广告字、投光 灯、泛光灯、 点光源、灯条
照明领域
重点照明灯具、 筒灯、杯灯、 壁灯、 防爆灯、 路灯、隧道灯
LED灯具系统概念
微波
紅外线 780-1,000,000nm
光与色---LED基础参数
I-V特性
➢ 具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电 阻，反之为高接触电阻。
➢ 正向电压（VF):通过发光二极管的正向电流为确定值时，在两极间 产生的电压降。
➢ 反向电流(IR):加在发光二极管两端的反向电压为确定值时，流过 LED的电流。
光与色---LED光源分类
功率型LED一般为单颗1W以上，典型驱动电流多为350mA，比如Cree XP-
E最大驱动电流可以1000mA，XP-G最大驱动电流可以达到1500mA，而XML最大驱动电流则可以3000mA。
光与色---LED光源分类
COB:将多个芯片高密度地集成在一起封装而成的功率型LED。可以获 得较高的光通量，可以获得比较好的颜色一致性，不需要SMT贴片和 回流焊焊接，尺寸较小，灯具外观设计变得容易。
▪偏黄绿方向
▪偏黄方向
▪偏蓝绿方向
▪偏红方向
光与色---LED基础参数
显示指数:光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性,也就是颜色逼
真的程度.显色性高的光源对颜色表现较好,我们所见到的颜色也就接 近自然原色,显色性低的光源对颜色表现较差。
光与色---LED基础参数
色坐标:白光分色按右图
分X,Y值,而其它颜色光 按波长来分.同一相关色 温组成一条直线，与黑 体轨迹相交，此直线上 任何一点的相关色温等 于交点的黑体色温。 每一个不同的色坐标点 有不同的颜色表征