光度学与CIE规范经典讲义.pptVIP

光度学与CIE规范 前言 空间辐射(Spatial Radiation)分布 旋光性量测单位 旋光性量测单位 旋光性量测单位 旋光性量测单位 旋光性量测单位 前言 Add your company slogan * Company LOGO 发光二极管(Light Emitting Diode; LED)是半导体材料制成的组件，为一种微细的固态光源，可将电能转换为光，其发光原理是在一顺偏之二极管p-n接合面处，自由电子与电洞发生复合作用(Recombination)，因自由电子由高能阶掉到能量较低的价带时，释放出能量而产生光与热，其不但体积小，且具有寿命长、驱动电压低、反应速率快、耐震性佳、耗电少、发热少、色彩纯度高等特性，不仅能够配合各种应用设备的轻、薄及小型化之需求，随着蓝光LED的开发，亦使得LED Display得以全彩化，再加上白光LED的相继推出，更被誉为是下一代照明工业的主流。综上所述，随着LED应用的多元化，在其旋光性与电性的测试筛选上，自然较以往严格许多，试想，在一块显示看板上所使用的LED，若其彼此的光电特性差异过大，将造成各点亮度与颜色的不同，降低了整体均匀度，而影响呈现的品质，如此可见LED在品管测试上的重要性。以下本文将就LED的特性、旋光性相关量测单位、量测项目与CIE建议测试规范做一简介。 LED封装后的树脂外壳，除了具有保护晶粒的作用外，亦会影响LED发光的方向性，而所谓空间辐射分布，系指不同视角与LED的相对发光强度变化关系，即用以描述不同方向下，LED的发光强度变化，其系取决于LED的封装方式，如内建微透镜将可改变不同视角与相对发光强度的分布关系，以因应用途需求而强化其发光指向性(集中)或扩散性(分散)。 光谱(Spectrum)分布因使用材料的不同，LED可设计出红、橙、黄、绿、蓝、紫等各颜色不同波段的光，以及红外、紫外等不可见光LED，且封装外壳颜色亦会对其光谱产生影响，其光谱半波宽(FWHM, Full Width Half Maximum)通常较窄，约数十奈米(nm)左右。 工作电流LED的光强度与供应电流关系密切，是以量测时之供应电流须稳定，以免影响量测结果 全光通量(Total Luminous Flux; Φ) 不同波长之光辐射通量对人眼有不同权重之感应，光源之辐射通量依照其内各波长相对应之权重造成人眼所感应的通量，称之为光通量，单位为流明(Lumen; lm)，而全光通量则定义为光源向各方向所发射光通量之总和，其示意图如下。 光强度(Luminous Intensity; IV)光强度定义为单位立体角所发射出的光通量，单位为烛光(Candela, cd)。一般而言，光源会向不同方向以不同强度放射出其光通量，在特定方向单位立体角所放出之可见光辐射强度即称之为光强度。示意图如下。 色度(Chromaticity)人眼对色彩的感知是一种错综复杂的过程，为了将色彩的描述加以量化，国际照明协会（CIE）根据标准观测者的视觉实验，将人眼对不同波长的辐射能所引起的视觉感加以纪录，计算出红、绿、蓝三原色的配色函数，经过数学转换后即得所谓的CIE 1931 Color Matching Function(x((), y((), z(())，如下图所示。而根据此一配色函数，后续发展出数种色彩度量定义，使人们得以对色彩加以描述运用。 根据CIE 1931配色函数，将人眼对可见光的刺激值以XYZ表示，经下列公式换算得到x, y值，即CIE 1931(x, y)色度坐标，透过此统一标准，对色彩的描述便得以量化并加以控制。x, y ：CIE 1931 色度坐标值 (Chromaticity Coordinates) 然而，由于以(x, y)色度坐标所建构之色域为非均匀性，使色差难以量化表示，所以CIE于1976年将CIE 1931色度坐标加以转换，使其所形成之色域为接近均匀之色度空间，让色彩差异得以量化表示，即CIE 1976 UCS(Uniform Chromaticity Scale)色度坐标，以(u, v)表示，计算公式如下所示： 主波长(λD)其亦为表达颜色的方法之一，在得到待测件的色度坐标(x, y)后，将其标示于CIE色度坐标图(如下图)上，连结E光源色度点(色度坐标(x,y)=(0.333, 0.333))与该点并延伸该连结线，此延长线与光谱轨迹(马蹄形)相交的波长值即称之为该待测件的主波长。惟应注意的是，此种标示方法下相同主波长将代表多个不同色度点，是以用于待测件色度点邻近光谱轨迹时较具意义，而白光LED则无法以此种方式描述其颜色特性。 纯度(Purity)其为以主波长描述颜色时