LED照明基础知识培训摘要.ppt

LED应用效果 * * LED应用效果 * * High Pressure Sodium LED LED应用效果 * * 谢谢！ * * * 重点是什么？？ LED光特性 发光强度 是表征发光器件发光强弱的重要性能。LED大量应用要求是圆柱、圆球封装，由于凸透镜的作用，故都具有很强指向性：位于法向方向光强最大，其与水平面交角为90°。当偏离正法向不同θ角度，光强也随之变化。 发光强度随着不同封装形状而强度依赖角方向。 发光强度的角分布θ是描述LED发光在空间各个方向上光强分布。它主要取决于封装的工艺，透镜的材料，透镜的曲率，芯片周围的反光杯。 * * LED光特性 * * LED光特性 发光峰值波长及其光谱分布 LED的光谱特性参数主要包括峰值发射波长、光谱辐射带宽和光谱功率分布等。单色LED的光谱为单一波峰，特性以峰值波长和带宽表示，而白光LED的光谱由多种单色光谱合成。 LED的光谱特性都可由光谱功率分布表示，而由LED的光谱功率分布还可计算得到色度参数。 LED发光强度或光功率输出随着波长变化而不同，绘成一条分布曲线——光谱分布曲线。当此曲线确定之后，器件的有关主波长、纯度等相关色度学参数亦随之而定。 LED的光谱分布与制备所用化合物半导体种类、性质及pn结结构（外延层厚度、掺杂杂质）等有关，而与器件的几何形状、封装方式无关。 * * LED光特性 发光峰值波长及其光谱分布 如图 1蓝光InGaN/GaN 发光谱峰λp = 460～465nm 2 绿光 GaP:N 发光谱峰λp = 550nm 3 红光 GaP:Zn-O 发光谱峰λp = 680～700nm 4 红外GaAs 发光谱峰λp = 910nm 5 Si光敏光电管 通常作光电接收用 6 标准钨丝灯 * * LED光特性 峰值波长：无论什么材料制成的LED，都有一个相对光强度最强处（光输出最大），与之相对应有一个波长，此波长叫峰值波长，用λp表示。只有单色光才有λp波长。 谱线宽度：在LED谱线的峰值两侧±△λ处，存在两个光强等于峰值（最大光强度）一半的点，此两点分别对应λp-△λ，λp+△λ之间宽度叫谱线宽度，也称半功率宽度或半高宽度。 主波长：有的LED发光不单是单一色，即不仅有一个峰值波长；甚至有多个峰值，并非单色光。为此描述LED色度特性而引入主波长。主波长就是人眼所能观察到的，由LED发出主要单色光的波长。单色性越好，则λp也就是主波长。如GaP材料可发出多个峰值波长，而主波长只有一个，它会随着LED长期工作，结温升高而主波长偏向长波。 * * LED的光学特性——中心波长 峰值波长 质心波长 * * LED光特性 光通量是表征LED总光输出的辐射能量，它标志器件的性能优劣。 光通量为LED向各个方向发光的能量之和，它与工作电流直接有关。 随着电流增加，LED光通量随之增大。可见光LED的光通量单位为流明（lm）。 LED向外辐射的功率——光通量与芯片材料、封装工艺水平及外加恒流源大小有关。 * * 总光通量的测量——积分球法 积分球法 使用积分球将使LED总 通量的测量更加简单。 带有两个入射孔和一个 于探测器的出射孔 的积分 测量可对待测LED的自吸 进行修正。 * * * * LED光特性 发光效率 LED效率有两种 内部效率：pn结附近由电能转化成光能的效率。内部效率只用来分析和评价芯片优劣的特性 外部效率：辐射到外部的效率。 发光效率：辐射出光能量（发光量）与输入电能之比量子效率 η=发射的光子数/pn结载流子数 流明效率：LED的光通量/外加耗电功率 流明效率是评价具有外封装LED特性，LED的流明效率高指在同样外加电流下辐射可见光的能量较大，故也叫可见光发光效率。 理论计算中，最大的流明下来率为628lm/W。同此相比，LED未来的发展前景很广阔。 * * LED光特性 LED λp 材料 可见光发光效率（lm/w） 外量子效率 发光颜色 （nm） 最高值 平均值 红光 700 GaP:Zn-O 2.4 12 1~3 660 GaAlAs 0.27 0.5 0.3 650 GaAsP 0.38 0.5 0.2 黄光 590 GaP:N-N 0.45 0.1 　 绿光 555 GaP:N 4.2 0.7 0.015~0.15 蓝光 465 GaN 　 10 　 白光 谱带 GaN+YAG 小芯片1.6 　 　 大芯片18 * * 几种常见色光的效率对比 LED光特性 品质优良的LED要求向外辐射的光能量大，向外发出的光尽可能多，即外部效率要高 . LED向外发光仅是内部发光的一部分，总的发光效率应为η=ηiηcηe ， ηi向