LED的基础知识

◆亮度

LED显示屏单位面积上的发光强度。单位：cd/㎡。

◆灰度等级

LED显示屏同一级亮度中从最暗到最亮之间能区别的亮度级数。用于显示视频画面的显示屏，每种基色应具有256级(8bit)的灰度处理能力。

◆像素

LED显示屏的最小成像单元。

◆像素中心距精度

LED显示屏像素中心距实测值与标称值的绝对值与标称值之比，显示屏的像素中心距精度不大于15％。

◆显示模块

由若干个显示像素组成的，结构上独立的组成LED显示屏的最小单元。

◆显示模组

由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED显示屏的独立单元。

◆平整度

LED显示屏平面的凹凸偏差，显示屏的平整度应不大于 2.5mm

◆最大亮度

在一定环境照度下，LED显示屏各基色在最高灰度级、最高亮度时的亮度。全彩屏还包括白平衡状态下的亮度。体育场馆的亮度按照TY/T1001.1-2005行业标准的要求应符合表1的规定并可以调节

表1 显示屏的亮度 单位：cd/㎡

场所 种类

全彩 双色 单色

室外 ≥5000 ≥4000 ≥1000

室内 ≥1000 ≥300 ≥120 ◆视角

观察方向的亮度下降到LED显示屏法线方向亮度的1/2时，同一平面两个观察方向与法线所成的夹角，分为水平视角和垂直视角。TY/T1001.1-2005行业标准规定体育场馆的水平视角不小于±50°，垂直上视角不小于10°，下视角不小于20°。

◆基色主波长误差

LED显示屏各基色主波长实测值与标称值之间的差。

◆最高对比度

在一定环境照度下，LED显示屏最大亮度和背景亮度的比。一般在背景照度小于20 lx时，对比度能达到100：1

第1页 共8 页 白光LED基础知识

1.LED发光原理

1.1用蓝色LED激励黄色荧光粉。即将黄色荧光粉敷涂在蓝色LED表面，蓝色LED本身光通量并不高，但在激励黄色荧光粉后产生的白光光通量是原蓝光光通量的8倍。这种工艺是目前制造白光LED的主要方法。

1.2将红、绿、蓝三种LED集成在一起，通过调整其发光比例产生白光（即三基色远离），一般比例为红：绿：蓝=3：6：1。这种方式造价高，不适合于商品化发展。

2.LED分类

2.1LED按照功率区分，可以分为大功率和小功率。0.5W以下一般称为小功率，0.5W以上称为大功率。

3.LED内部结构

3.1大功率LED除两个电极外，都还自带有专门的散热结构和外部连接，用于提高散热效果。而小功率LED由于体积及成本原因，几乎都没有专门的散热结构，仅靠两个电极和外部连接，散热能力差。因此大功率灯具都应选择大功率LED，而小功率灯具（如LED灯泡、LED灯管）在对灯具散热进行优化设计后，可以采用小功率LED。

以下为最普通的一种大功率LED结构图。

a)大功率LED的一种结构

第2页 共8 页

c)内部结构说明

以下为philips lumileds公司Rebel型大功率LED结构图

4.白光LED基本技术指标

4.1 光通量

光通量是指单位时间内光源发出的光能总和。光通量的单位为“流明”，符号为lm，光通量通常用Φ来表示。光通量越大，说明光源发出的光越多，按照通俗的理解，可以认为该光源亮度越高。光源的光通量可以通过积分球和光度计测量。

第3页 共8 页 4.2 色温

色温是表示光源光色的尺度，单位为K。当某一光源所发出的光的光谱分布与不反光、不透光完全吸收光的黑体在某一温度时辐射出的光谱分布相同时，我们就把绝对黑体的温度称之为这一光源的色温。

一些常用光源的色温为： 钨丝灯为2760-2900K；荧光灯为3000K；中午阳光为5400K； 蓝天为12000-18000K；高压钠灯为2000-2500K。

一、LED原理、原材料组成及生产工艺

1，LED原理。LED是Light Emitting Diode即发光二极管的缩写，最早于1962年由GE（General Electric Company）研究人员Nick Holonyak Jr.发明。其I-V特性与普通二极管比较类似，所不同的是其内部PN结具有发光特性。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，即PN结。当PN结导通时，两种不同的载流子：空穴和电子在不同的电极电压作用下从电极流向PN结。当空穴和电子相遇而产生复合，电子会跌落到较低的能阶，同时以光子的方式释放出能量，即辐射发光。任何二极管都会有此发光的特性（通常非可见光且发光效率非常低），不同的是发光二极管通过使用特殊的材料、特殊的工艺，使得PN结发光的效率提高，发光的频率一致，从而得到可使用的特定频率的光。通常所说的LED是指能发出可见光的发光二极管。

2，LED组成结构及原材料。以普通直插式LED为例（如仪表上所用的LED指示灯），通常LED由以下几部分组成：支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂外壳等。其中支架主要起导电和支撑LED的作用，不同的LED使用的支架种类也不一样；银胶的作用主要是固定晶片以及导电，晶片是由能发光的半导体材料组成，是LED最核心的部分，晶片基本上决定了整颗LED的特性；金线的作用是连接晶片PAD（焊垫）与支架，并使其能够导通。环氧树脂的作用：保护LED的内部结构，可稍微改变LED的发光颜色、亮度及角度。如下图：

LED晶片又被称为Ⅲ-Ⅴ族晶片，主要是因为其成份是化学元素周期表上的Ⅲ族Ⅴ族的元素。Ⅲ族元素为P型材料，Ⅴ族元素为N型材料，芯片的材料主要是Ⅲ族，Ⅴ族元素的化合物，如磷化镓（GaP）、砷化镓（GaAs）、磷砷化镓（GaAsP）、砷铝化镓（GaAlAs）氮化镓（GaN）。

另外，对于大功率LED（如LED路灯、LED背光模组等），其内部要复杂一些，因为大的驱动电流必然会产生高的结温，故需要有相应的散热措施来保证LED的正常工作；而且大功率LED所用到的材料及内部结构也与普通LED有相当的差异。

1 灯具光学基础知识及LED基本理论

培训教材

目录

一、照明相关的光学基本概念。

1、光与电磁波---------------------------------------- （1）

2、光线的基本性质及几何光学的基本定理---------------- （3）

3、照明相关的光学单位及术语-------------------------- （4）

4、照明质量------------------------------------------ （19）

5、灯光照明设计-------------------------------------- （22）

6、灯光的表现方式------------------------------------ （23）

7、国内建筑照明标准值参考GB 50034-2004--------------- （26）

二、LED基础知识。

1、LED发光原理--------------------------------------- (34)

2、LED的特性----------------------------------------- (35)

3、LED的优点与缺点----------------------------------- (39)

4、LED的结构及分类------------------------------------(40)

5、LED的应用----------------------------------------- (43)

6、发光二极管的检测----------------------------------- (48)

编 制：

审 核：

（★内部资料，不可外传）

本培训资料如有同标准不符之处，一切以标准为准。