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白光LED及功率LED简介 黄海山 2009-3-9 主要内容 LED发光原理 芯片结构 光（色）参数 电参数 热参数 工艺 不良 应用 GRR LED发光原理 芯片的发光原理 芯片的核心是PN结。通过掺杂工艺使N型区内电子很多而空穴很少，P型区内空穴很多而电子很少。多子的扩散（浓度差导致）与少子的漂移（PN区的内建电场作用导致）的动态平衡使得P区与N区之间形成PN结（耗尽层） 芯片结构 横向结构 垂直结构 横向结构 垂直结构 光参数 光通量（Φ） 光强（Iv） 半强角（θ1/2） 色坐标（XY） 波长（主波长λD、峰值波长λp、平均波长λ） 色温、相对色温（Tc） 显色指数（Ra） 光效 光通量（φ） 光源每秒种发出的可见光量之和 点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者（人能感觉出来的辐射通量）即称为光通量 单位：流明（lm） 光通量并不等同与光功率，这其中与光学窗口有关，也就是人眼睛对颜色的灵敏度。人的眼睛对555nm(绿光)灵敏度最强，所以同样条件下绿光相比蓝光而言具有更高的光通量。 光通量 测试方法：积分球法和变角光度计法。如图所示，现有的积分球法测LED光通量中有两种测试结构，一种是将被测LED放置在球心，另外一种是放在球壁。? 积分球内壁涂白色漫反射层，且球内壁各点漫射均匀。光源在球壁上任意一点上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的。由积分学原理可得，球面上任意一点的光照度为与光源光通量成正比，因此可利用已知光通量的标准灯与被测灯进行比较得到被测灯的光通量 光强（Iv） 描述了光源在某方向上的强度 定义为发射到单位立体角内的光通量值 法向光强、最大光强 光强空间分布曲线：表征光源在各个方向上的强度 单位：坎德拉（cd） 1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量 光强 LED由于其光强分布的不一致使得测试结果随测试距离和探测器孔径变化。因此，CIE-127提出了两种推荐测试条件使得各个LED在同一条件下进行光强测试与评价 d=100mm，圆孔=100mm2 d=316mm，圆孔=100mm2 半强角(θ1/2) 发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角 体现LED的视角大小 与产品的封装外形、封装深度有关 色坐标（x，y） 表示CIE 1931色度图上的一个点 包含了颜色的饱和度、色调、色温、主波长等信息 CIE 1931色度图(CIE 1931 Chromaticity Diagram ）（CIE 1931 xyY） 图中x坐标是红原色的比例，y坐标是绿原色的比例，代表蓝原色的坐标z可由x＋y＋z＝1推出 弧线上的各点代表纯光谱色，此弧线称为光谱轨迹。从400纳米(紫)到700纳米(红)的直线是光谱上没有的紫-红颜色系列(非光谱色)。 中心点C代表白色，相当于中午太阳光的颜色，其色品坐标为 x＝0.3101，y＝0.3162。 任何两种颜色混合时，混合色的颜色点一定在前两颜色点的连线上。 色域 自然界中各种实际颜色都位于这条闭合曲线内 ，轮廓包含所有的感知色调 CIE 1931色度图(CIE 1931 Chromaticity Diagram ）（CIE 1931 xyY） 色品图上任给一点S，连结CS，其延长线交光谱轨迹于O点， O点处的波长即颜色S的主波长，决定了颜色S的色调。 从C到S点和O点的距离之比CS／CO为该颜色的饱和度（纯度）。 从光谱轨迹上任一点通过C点引一直线到达对侧光谱轨迹上的另一点，则该直线两端的颜色互为补色。从代表非光谱色系列的直线上任一点P通过C点引一直线，交光谱轨迹于Q点，Q点的颜色是P点非光谱色的补色。非光谱色的表示方法是在它的补色波长后加一字母c 波长 用于表征光的颜色 对于波长为585 nm的光，当颜色变化大于1nm时，人眼就可以感觉到。而对于波长为650 nm的红光，当颜色变化在3nm的时候，人眼才能察觉到。对于波长为465 nm的蓝光和525 nm的绿光，人眼的分辨率分别为～2 nm和～3nm。 波长 主波长（ λD） 任何一个颜色都可以看作为用某一个光谱色按一定比例与一个参照光源（如CIE标准光源A、B、C等，等能光源E，标准照明体D65 等）相混合而匹配出来的颜色 相当于人眼观测到的颜色的色调（心理量） 无法唯一的表示一个颜色 峰值波长（λp ）：光谱辐射功率最大的波长。 色温、相关色温（Tc） 将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜色开始由深红-浅红-橙黄-白-蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。 相关色温： 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接近时，黑体对应的温度就称为该光源的相对色温。 单位：开尔文（K） 色