LED简介及色差分析.ppt
《LED简介及色差分析.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《LED简介及色差分析.ppt(60页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、LED简介及色差分析手法,LED基本知识介绍,色彩学的基本知识,LED色差分析流程,发光二极管 发光二极管英文全称为Light Emitting Diode(简称LED),是一种新型的固态光源。诞生于20世纪60年代,1923年罗塞夫()在研究半导体SiC时有杂质的P-N结中有光发射,研究出了发光二极管(LED:Light Emitting Diode),一直不受重视.随着电子工业的快速发展,在60年代,显示技术得到迅速发展LED才逐步受到人们的重视。,LED基本知识介绍,LED的优点寿命长(100,000Hrs)驱动电压低(1.84.5V)耗电量少(401000mW)相对冷光源(辐射小)点亮
2、速度快(时间常数为10-710-9S)避免疑似点灯效应体积小多种色彩耐震性特佳(全固体封装,不易破损)单色性佳(发光波长稳定)绿色无污染,LED基本知识介绍,发光原理发光二极管是由-族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结,中间的有双异质结构构成的有源层,这个有源层就是发光区.因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合,并以光和热的形式放出能量。,如图所示
3、,在电动势的作用下,电子对从能量高的能级跳跃到能量低的空穴,根据能量守恒,多余的能量以光和热的形式释放出。,LED基本知识介绍,LED分类及结构,A.直插式LED:(ight emitting diode)按外形尺寸分:3mm、5mm、8mm、10mm等等按发光颜色分:红色、绿、蓝、黄、橙、黄绿、白色、紫色、红外线、紫外线等按胶体颜色分:无色透明、有色透明、有色散射、无色散射(深浅根据配比调节)色彩分类:单色、双色、全彩(三色),LED基本知识介绍,.SMD(Surface mount diode)表面贴装二极管 1.按外形分:0603、1206、2810、3020、3528、5050等等2.
4、按颜色分:红色、绿、蓝、黄、琥珀、黄绿、白色、紫色、红外线等;3.按胶体颜色分:无色透明、有色透明、有色散射、无色散射(深浅根据配比调节)4.色彩分类:单色、双色、全彩(三色),LED分类及结构,LED基本知识介绍,LED分类及结构,C.食人鱼(Flux led)1.食人鱼产品主要是顶部LENS的不同种类而改变:2.顶部珠子分为:3mm、5mm、平头与微凸产品。3.为改变角度的大小,顶部珠子的高低也不同:比如3mm的珠子高度有1.35、1.5、1.9mm的.4.颜色种类如插件LED齐全。,LED基本知识介绍,D、大功率LED(Power led)1.大功率有1w、3w、5w、10w等等不同种类
5、2.目前流程大大功率有铝基板样式的、仿luminous、SMD样式的。3.透镜有酒杯状的、平头的、透镜的4.直流与交流驱动,LED分类及结构,LED基本知识介绍,E、数码管LED(Display)数码管的种类比较繁多:单位、双位、三位、四位、多位、以及客户要求定做的各种产品。F、点阵(Dot matrix display)外形和数码管不同,但性能等相关规格差别不大。,LED分类及结构,LED基本知识介绍,液晶模组使用的LED类型-SMD,目前已商品化的白光LED多是二波长,即以蓝光单晶体加上YAG黄色荧光粉组合产生白光。未来较被看好的是三波长白光LED,即以无机紫外光晶体加红、蓝、绿三色荧光粉
6、混合产生白光。或以红、蓝、绿三色芯片的光混合产生白光。,Products of SMD LEDs,LED基本知识介绍,SMD LED构造,LED基本知识介绍,发光二极管组件依其制作过程可分为上游晶圆制作(单芯片与磊芯片的生产与制造)、中游晶粒制作(将磊芯片经过制作电极、平台蚀刻等程序切割出LED晶粒)及下游封装(将晶粒封装成发光器件),具体工艺流程为:1外延片工艺:衬底结构设计缓冲层生长N型GaN层生长多量子阱发光层生长P型GaN层生长退火检测(光荧光、X射线)外延片2晶片工艺:外延片设计、加工掩模版光刻离子刻蚀N型电极(镀膜、退火、刻 蚀)P型电极(镀膜、退火、刻蚀)划片晶片分检、分级包装3
7、、封装工艺:封装扩晶点银浆(绝缘胶)固晶烘干焊线封胶(环氧树脂)烘干半切电性能检测全切测试分选包装,LED的产业链,LED基本知识介绍,LED主要参数,电路正向导通电压驱动电流光学出光量(光通量Lm,光强Cd)颜色(色坐标x,y,色温K),结构尺寸大小,5630 6030 7020,LED基本知识介绍,LED主要参数-电路方面,LED基本知识介绍,正向电压VF(Forward voltage)通过发光二极管的正向电流为确定值时,在两极间产生的电压降。,V,反向电流IR(Reverse current)加在发光二极管两端的反向电压为确定值时,流过发光二极管的电流。,V,LED的参数-电路方面,L
8、ED基本知识介绍,LED理想的I-V曲线图,施加正向电压时,施加反向电压时,LED的特性,LED基本知识介绍,LED的特性LED电性参数图,正向电流,反向电压,反向电流,正向电压,LED基本知识介绍,光通量v Luminous flux通过发光二极管的正向电流为规定值时,一光源所发射并被人眼感知之所有辐射能称之为光通量 单位:流明(LM),发光(或辐射)强度Iv Luminous(or Radiant)intensity光源在单位立体角内发射的光(或辐射)通量,可表示为Iv=d/d。单位:mcd,其中:距离d在CIE中规定了两种标准d1:100mmd2:316mm,V,LED的参数-光学方面,
9、LED基本知识介绍,CIE XY色度图因白光非单一色光,所以在测试时,白光分色按右图分X,Y值,而其它颜色光按波长来分.,LED的参数-光学方面,LED基本知识介绍,LED的参数-光学方面,LED基本知识介绍,LED基本知识介绍,LED的参数-光学方面,LED基本知识介绍,LED的参数-光学方面,LED电流、电压与光学的相关曲线,LED基本知识介绍,LED电流、电压与光学的相关曲线,LED基本知识介绍,图像信息,图像是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的,可以直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体。科学研究和统计表明,人类从外界获得的信息约有75来自视觉系统,也就是从图像中获
10、得的。例如照片、绘图、视频等等。,对于人而言,视觉是五种感知觉中最重要的一个。,视觉听觉味觉嗅觉触觉,色彩学的基本知识,要看图像是如何形成的,还得先看看光是怎样产生的?电偶极子模型物体微观上可认为由大量分子、原子、电子所组成,可看成电荷体系,大部分物体发光属于原子发光类型。经典电磁场理论把原子发光看作是原子内部过程形成的电偶极子的辐射。原子由带正电的原于核和绕核运动的带负电的电子组成,在外界能量的激发下,由于原子核和电子的剧烈运动和相互作用,原子的正电中心和负电中心常不重合,且正负电中心的距离在不断地变化,因而形成一个振荡电偶极子。,图像是如何形成的?,色彩学的基本知识,振荡电偶极子在周围空间
11、产生交变的电磁场,并在空间以一定的速度传播,伴随着能量的传递。由于原子的剧烈运动,彼此间不断碰撞,辐射过程常常中断,因而原子发光是断断续续的。原子每次发光持续时间是原子两次碰撞的时间间隔,持续时间很短,大约10-810-9秒。实际光源由大量原子和分子组成,所发出的光振动方向杂乱无章。,光就是电磁波,电磁波的频谱对于光而言就是光谱,视觉是外界光刺激作用于人的视觉神经而产生的主观感觉。视觉有三种特性,从描述视觉特性的心理物理量来看,它们是亮度、主波长、纯度;从相应的心理量来看,它们是明度、色度、饱和度。用一个三维空间纺锤体形立体可以把颜色的三种基本特性明度、色调和饱和度全部表示出来。亮度表示光的强
12、度。物体表面或光源的亮度越高,人感觉到的明度就越高。但二者的关系并不固定;光谱是由不同波长的光组成的,不同波长所引起的不同感觉就是色度;纯色是指没有混入白色的窄带单色光,在视觉上就是高饱和度的颜色。可见光谱的各种单色光是最饱和的彩色。当光谱色搀入白光成分越多时,就越不饱和。,图像是如何形成的?,色彩学的基本知识,特定的光谱将让人感受到不同的亮度和颜色,于是感受到五彩缤纷的世界。,人眼如何看到图像?,视网膜成像功能强大的成像系统快速无极变焦,自动光圈调整,光轴可变,环境亮度自适应.一个功能很强大的成像系统,色彩学的基本知识,人眼的结构,1.晶状体:强大的自动调焦能力2.视网膜:人眼感知图像信号的
13、窗口 视网膜上分布着无数的光接收细胞 锥体细胞:约60000007000000个;对颜色很敏感,适应于强照度;人类利用它分辨物体细节;锥体细胞视觉称为适亮视觉。杆体细胞:约75000000150000000个;对颜色不敏感,适应于低照度;杆体细胞主要提供视野的整体视象;杆体细胞视觉称为适暗视觉。3.中央凹:视网膜的中心 高分辨率的传感器,1.人眼具有很大的亮度适应范围(最低10-19lx,最高110 lx)这样大的亮度适应范围,仅靠瞳孔的调节是远远不够的(瞳孔调节只能使进入眼球内的光通量改变大约20倍),还需要杆细胞和锥细胞的转换来实现的,但这需要大约30分钟的时间完成完全转换。2.人眼具有较
14、小的亮度分辨能力,一般小于64级3.人眼有较强的亮度变化鉴别能力4.人眼具有马赫效应5.人眼具有“同时对比度”现象6.人的视觉感受不仅受实际物体的视觉特征影响,还取决于观察物体的环境和背景,以及观察者所具备的先验知识,人眼有很多有趣的生理/心理视觉现象,人眼的特性,色彩学的基本知识,自我测试,亮度分辨能力测试 亮度变化鉴别能力测试,色彩学的基本知识,马赫带效应,同时对比度现象,人眼的特性视见光谱范围,人可以看到的频谱范围很窄,色彩学的基本知识,色彩学的基本知识,辐射通量物体能量辐射能力的量度,设光源表面S向所有方向辐射出各种波长的光。此光源表面一个面积元dS的辐射情况,可以用单位时间内该面积元
15、dS辐射出来的所有波长的光能量(也就是通过该面积的辐射功率)来表示,这就是面积元dS的辐射通量。单位为瓦特。由于光源的辐射由不同波长的光组成,不同波长的光在其中所占的相对数值又是不同的。设P()是辐通量随波长变化的函数,它就是在单位时间内某一波长附近的单位波长间隔内的辐射能量,它又称谱辐射通量密度。于是,从面积元dS发出的各种波长的光的总辐射通量为:,色彩学的基本知识,辐射通量代表的是光源面积元在单位时间内辐射的总能量的多少,而我们感兴趣的只是其中能够引起视觉的部分,相等的辐射通量,由于波长不同,人眼的感觉也不相同。为了研究客观的辐射通量与它们在人眼所引起的主观感觉强度之间的关系,首先必须了解
16、眼睛对各种不同波长的视觉灵敏度。人眼对黄绿色光最灵敏;对红色和紫色光较差;而对红外光和紫外光,则无视觉反应。在引起强度相等的视觉情况下,若所需的某一单色光的辐射通量愈小,则说明人眼对该单色光的视觉灵敏度愈高。,如果一个物体只发出红外线,哪怕它辐射的能量很强,我们看它也是“黑的”,比如一块烧热了的铁.,光通量,引入视见函数V()后,就可以研究光通量,它表示光源表面的客观辐射通量对人眼引起的视觉强度,以表示,它等于辐射通量与视见函数的乘积。在某一波长附近对于波长间隔为d的单色光来讲,其光通量为:,光通量和辐射通量具有相同的量纲,但在国际单位制中,辐射通量的单位为瓦,而光通量的单位为流明(lumen
17、)。,1lm到底是多少呢?教室里的总光通量大约是多少?,实验测量和理论分析表明,波长为555 nm的单色辐射,1W辐通量等于683 lm的光通量。对于其它波长的单色光,1 W辐通量引起的光刺激值都小于683 lm,它们的数值关系就是光谱光视效率/视见函数。,色彩学的基本知识,发光效率,电光源发出的总光通量与电光源的耗电功率P之比,称为电光源的发光效率。它是衡量电光源工作性能的重要指标。即表示电源每耗电1W所发出光通量的流明数。电光源的发光效率都是不高的,这是因为输入光源的电功率不能全部转化为电磁辐射通量,而电磁辐射通量中又只有一部分落在可见光区的缘故。,式中d是点光源在某一方向上所张的立体角元
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- LED 简介 色差 分析
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5437657.html