Wie LEDs farbiges Licht produzieren

Die Lichtfarbe und die Licht effizienz von LED hängen mit dem Material und dem Prozess der Herstellung von LED zusammen. Derzeit sind Rot, Grün und Blau weit verbreitet. Aufgrund der niedrigen Arbeits spannung der LED (nur 1,5-3V) kann sie aktiv Licht emittieren und eine gewisse Helligkeit haben, und die Helligkeit kann durch Spannung (oder Strom) eingestellt werden, und es ist stoßfest, vibrations beständig und hat eine lange Lebensdauer (100.000 Stunden). Verschiedene Materialien zur Herstellung von LEDs können Photonen mit unterschied lichen Energien erzeugen, so dass die Wellenlänge des von der LED emittierten Lichts gesteuert werden kann, dh das Spektrum oder die Farbe.


Das in der ersten LED in der Geschichte verwendete Material ist Arsen (As) Gallium (Ga), sein vorderer PN-Übergang Spannungs abfall (VF, der als Beleuchtung oder Arbeits spannung verstanden werden kann) ist 1,424 V, und das emittierte Licht ist Infrarot spektrum. Ein anderes häufig verwendetes LED-Material ist Gallium (P) Phosphid (Ga), Der vordere PN-Übergang Spannungs abfall beträgt 2,261 V und das emittierte Licht ist grün.

Basierend auf diesen beiden Materialien verwendete die frühe LED-Industrie die GaAs1-xPx Materials truktur, die theoretisch LEDs mit jeder Wellenlänge von Infrarot licht bis zu grünem Licht erzeugen kann. Der Index X repräsentiert den Prozentsatz des durch Arsen ersetzten Phosphors. Im Allgemeinen können die Wellenlänge und die Farbe der LED durch den Spannungs abfall des PN-Übergangs bestimmt werden. Typische sind rote LEDs von GaAs 0.6 P0.4, orange farbene LEDs von GaAs 0.35 P0.65, gelbe LEDs von GaAs 0.14 P0.86 usw. Da bei der Herstellung Gallium, Arsen und Phosphor verwendet werden, sind diese LEDs allgemein als Licht emittierende Röhren mit drei Elementen bekannt.


GaN (Gallium nitrid) blaue LEDs, GaP-grüne LEDs und GaAs-Infrarot-LEDs werden als Licht emittierende Röhren mit zwei Elementen bezeichnet. Derzeit ist das neueste Verfahren eine Vier-Elemente-LED aus AlGaInN-Vier-Elemente-Material, gemischt mit vier Elementen aus Aluminium (Al), Calcium (Ca), Indium (In) und Stickstoff (N), der alles sichtbare Licht und etwas ultraviolettes Licht abdecken kann. Der Spektral bereich des Lichts.

Lichtstärke: Die Maßeinheiten der Lichtstärke sind Beleuchtungs stärke (Lux), Lichtstrom einheit (Lumen Lumen), Lichtstärke einheit (Kerzen leistung). 1CD (Kerzen leistung) bezieht sich auf ein vollständig strahlendes Objekt. Die Lichtstärke einer Fläche von einem Zehntel Quadrat zentimeter. (Früher bezog es sich auf eine Walöl kerze mit einem Durchmesser von 2,2 cm und einer Qualität von 75,5 Gramm, die 7,78 Gramm pro Stunde verbrannte, eine Flammen höhe von 4,5 cm, und die Lichtstärke entlang der horizontalen Richtung) 1L (Lumen) Bezieht sich auf 1 CD-Kerzenlicht, das in einem Abstand von 1 cm bestrahlt wird, der Lichtstrom auf einer Ebene mit einer Fläche von 1 cm2.
1Lux (Lux) bezieht sich auf die Beleuchtungs stärke, bei der 1L Lichtstrom gleichmäßig auf einer Fläche von 1 Quadratmeter verteilt ist. Im Allgemeinen übernehmen aktive Leuchtmittel die Lichtstärke einheit Kerzen leistung CD, wie Glühlampen, LEDs usw.; Reflektierende oder durchdringende Objekte verwenden Lumen L als Einheit des Lichtstroms, wie z. B. LCD-Projektoren, etc.; Lux, die Einheit der Beleuchtung, wird im Allgemeinen in der Fotografie und anderen Bereichen verwendet. Die drei Maßeinheiten sind numerisch äquivalent, müssen jedoch aus verschiedenen Perspektiven verstanden werden. Zum Beispiel: Wenn die Helligkeit (Lichtstrom) eines LCD-Projektors 1600 Lumen beträgt und die auf den Gesamt reflexions bildschirm projizierte Größe 60 Zoll (1 Quadratmeter) beträgt, dann beträgt seine Beleuchtungs stärke 1600 Lux, voraus gesetzt, der Abstand zwischen dem Licht auslass und der Lichtquelle beträgt 1 cm. Und die Fläche der Licht auslass ist 1 Quadrat zentimeter, dann ist die Lichtstärke der Licht auslass 1600CD. Aufgrund des Verlusts der Licht übertragung, des Reflexions verlusts oder des licht durchlässigen Films und der ungleich mäßigen Licht verteilung wird die Helligkeit eines echten LCD-Projektors jedoch stark reduziert. Im Allgemeinen ist ein Wirkungsgrad von 50% gut.

Bei der tatsächlichen Verwendung verwenden Licht intensität berechnungen häufig Daten einheiten, die leichter zu vermessen und abzubilden oder Richtungen zu ändern sind. Für aktive Leuchtkörper wie LED-Bildschirme wird CD/Quadratmeter im Allgemeinen als Einheit der Lichtstärke verwendet, und der Betrachtung winkel wird als Hilfs parameter verwendet, dies entspricht der Beleuchtungs stärke einheit Lux auf der Oberfläche des Bildschirms. Dieser Wert wird effektiv auf dem Bildschirm angezeigt. Multi pli zieren Sie die Bereiche, um die Lichtstärke des gesamten Bildschirms im besten Betrachtung winkel zu erhalten. Unter der Annahme, dass die Lichtstärke jedes Grafik elements im Bildschirm im entsprechenden Raum konstant ist, kann dieser Wert als Lichtstrom des gesamten Bildschirms betrachtet werden. Im Allgemeinen müssen Outdoor-LED-Bildschirme eine Helligkeit von mehr als 4000CD/Quadratmeter haben, um einen idealen Display-Effekt unter Sonnenlicht zu haben. Für gewöhnliche Indoor-LEDs, tEr maximale Helligkeit ist etwa 700-2000 CD/Quadratmeter.

Die Lichtstärke einer einzelnen LED befindet sich in CD und ist mit Betrachtung winkel parametern ausgestattet. Die Lichtstärke hat nichts mit der Farbe der LED zu tun. Die Lichtstärke einer einzelnen Röhre variiert von einigen mCD bis 5000mCD. Die vom LED-Hersteller angegebene Lichtstärke bezieht sich auf den Punkt, an dem die LED bei einem Strom von 20mA leuchtet, den besten Betrachtung winkel und die Mittel position mit der höchsten Lichtstärke. Beim Verpacken von LEDs bestimmen die Form der oberen Linse und die Position des LED-Chips von der oberen Linse den LED-Betrachtung winkel und die Licht intensität verteilung. Im Allgemeinen ist die maximale Lichtstärke umso kleiner, je größer der Betrachtung winkel derselben LED ist, aber der akkumulierte Lichtstrom auf der gesamten drei dimensionalen Hemisphäre bleibt unverändert. Wenn mehrere LEDs eng und regelmäßig angeordnet sind, überlappen sich ihre leuchtenden sphärischen Oberflächen, was zu einer relativ gleichmäßigen Verteilung der Lichtstärke über die gesamte Leuchte bene führt.


Bei der Berechnung der Lichtstärke des Bildschirms ist es notwendig, den vom Hersteller bereit gestellten maximalen Punkt lichtstärke wert mit 30% bis 90% entsprechend dem LED-Betrachtung winkel und der LED-Emissions dichte zu multi pli zieren. als die durchschnitt liche Lichtstärke einer einzelnen Röhre. Im Allgemeinen ist die leuchtende Lebensdauer von LED sehr lang, und die Hersteller markieren sie im Allgemeinen als mehr als 100.000 Stunden. In der Tat sollte auch auf den Helligkeits abfall zyklus von LED geachtet werden. Die Helligkeit ist nur die Hälfte des Originals.

Die Helligkeits dämpfung periode hat viel mit dem Material prozess der LED-Produktion zu tun. Im Allgemeinen sollten LEDs mit vier Elementen und langsamerer Helligkeits dämpfung ausgewählt werden, wenn die wirtschaft lichen Bedingungen dies zulassen. Farb anpassung und Weißabgleich: Weiß ist eine Mischung aus Rot, Grün und Blau entsprechend dem Helligkeits verhältnis. Wenn die Helligkeit von Grün im Licht 69% beträgt, beträgt die Helligkeit von Rot 21% und die Helligkeit von Blau 10%. In reinem Weiß angekommen. Die Chromat izitäts koordinaten der roten, grünen und blauen Farben der LED können jedoch aufgrund des Herstellungs prozesses und anderer Gründe nicht den Effekt des vollständigen Farbspektrums erreichen. Die Steuerung der Helligkeit der Primärfarben einschl ießlich der vor eingenommenen Primärfarben, um weißes Licht zu erhalten, wird als Farb anpassung bezeichnet. Vor der Farb anpassung für Vollfarb-LED-Bildschirme, um die beste Helligkeit und die niedrigsten Kosten zu erzielen, versuchen Sie, LED-Geräte mit einem Verhältnis von 3:6:1 für die drei Primärfarben zu wählen, um Pixel zu bilden. Der Weißabgleich erfordert, dass die drei unter demselben Grauwert synth etisierten Primärfarben immer noch reines Weiß sind. Primär farbe, Primär farbe: Die Primär farbe bezieht sich auf die Grundfarbe, die verschiedene Farben synthetisieren kann. Die Primärfarben im Farblicht sind Rot, Grün und Blau. Die folgende Abbildung ist eine Spektrum tabelle, und die drei Eckpunkte in der Tabelle sind ideale primäre Farb wellenlängen. Wenn die Primär farbe abweicht, nimmt der Bereich ab, in dem die Farbe synth etisiert werden kann, und die Dreiecke in der Spektral tabelle schrumpfen. Aus visueller Sicht wird die Farbe nicht nur abweichen, sondern auch den Reichtum reduzieren.


Das von LEDs emittierte rote, grüne und blaue Licht kann grob in lila rot, rein rot, orange, orange, orange gelb, gelb, gelbgrün, reines Grün, smaragdgrün, unterteilt werden. blau grün, rein blau, blau lila usw. nach ihren unterschied lichen Wellenlängen eigenschaften und orange rot., Gelbgrün und blau-lila sind viel billiger als reines Rot, reines Grün und reines Blau. Unter den drei Grundfarben ist Grün am wichtigsten, da Grün 69% der Helligkeit von Weiß einnimmt und sich in der Mitte der horizontalen Farb anordnung tabelle befindet. Daher im Drei-Primär-Farb kompositions modus zwischen der Reinheit der Farbe und dem Preis, in der Drei-Primärfarben-Design-Anwendung, der Weißabgleich und der maximal gewünschte Helligkeits wert werden normaler weise durch Einstellen des LED-Stroms erreicht.

Wir verwenden im Allgemeinen die einfachste und am meisten optimierte Farb anpassungs methode als Farb wiedergabe methode zum Entwerfen der Vollfarb-Display-Technologie. Weißabgleich ist eines der wichtigen Zeichen, um die Farb zusammensetzung zu testen. Das weiße Licht mit drei Primär farben wird im Allgemeinen durch Mischen der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau entsprechend dem Helligkeits verhältnis erzeugt. Wenn die Helligkeit von Grün im Licht 69% beträgt, beträgt die Helligkeit von Rot 21% und die Helligkeit von Blau 10%. Es ist reinweiß. Die frühen CRT-Fernseher zu den aktuellen LCD-Flüssig kristall anzeigen sind alle auf diese Weise zusammen gesetzt.