LED基礎(chǔ)知識一 —發(fā)光強度、照度、光通量

    LED是Light Emitting Diode 的縮寫，中文譯為“發(fā)光二極管”，是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的電子器件具有二極管的特性。目前不同的發(fā)光二極管可以發(fā)出從紅外到藍間不同波長的光線，還有在藍光LED上涂上熒光粉，將藍光轉(zhuǎn)化成白光的白光LED。

    LED的色彩與工藝：制造LED的材料不同，可以產(chǎn)生具有不同能量的光子，借此可以控制LED所發(fā)出光的波長，也就是光譜或顏色。歷史上第一個LED所使用的材料是砷(As)化鎵(Ga) ,發(fā)出的光線為紅外光譜。另一種常用的LED材料為磷(P)化鎵(Ga)，發(fā)出的光線為綠光。

    由于制造采用了鎵、砷、磷三種元素，所以俗稱這些LED為三元素發(fā)光管。而GaN（氮化鎵）的藍光 LED 、GaP 的綠光 LED和GaAs紅外光LED，被稱為二元素發(fā)光管。而目前最新的工藝是用混合鋁(Al)、鈣(Ca) 、銦(In)和氮(N)四種元素的AlGaInN 的四元素材料制造的四元素LED，可以涵蓋所有可見光以及部份紫外光的光譜范圍。

    發(fā)光強度：

    發(fā)光強度的衡量單位有照度單位（勒克司Lux）、光通量單位（流明Lumen）、發(fā)光強度單位（燭光　Candle power），

    1CD（燭光）指完全輻射的物體，在白金凝固點溫度下，每六十分之一平方厘米面積的發(fā)光強度。

    1L（流明）指1 CD燭光照射在距離為1厘米，面積為1平方厘米的平面上的光通量。

    1Lux（勒克司）指1L的光通量均勻地分布在1平方米面積上的照度。

    一般主動發(fā)光體采用發(fā)光強度單位燭光　CD，如白熾燈、LED等；反射或穿透型的物體采用光通量單位流明L，如LCD投影機等；而照度單位勒克司Lux，一般用于攝影等領(lǐng)域。三種衡量單位在數(shù)值上是等效的，但需要從不同的角度去理解。比如：如果說一部LCD投影機的亮度（光通量）為1600流明，其投影到全反射屏幕的尺寸為60英寸（1平方米），則其照度為1600勒克司，假設(shè)其出光口距光源1厘米，出光口面積為1平方厘米，則出光口的發(fā)光強度為1600CD。而真正的LCD投影機由于光傳播的損耗、反射或透光膜的損耗和光線分布不均勻，亮度將大打折扣，一般有50％的效率就很好了。

    實際使用中，光強計算常常采用比較容易測繪的數(shù)據(jù)單位或變向使用。對于LED顯示屏這種主動發(fā)光體一般采用CD／平方米作為發(fā)光強度單位，并配合觀察角度為輔助參數(shù)，其等效于屏體表面的照度單位勒克司；將此數(shù)值與屏體有效顯示面積相乘，得到整個屏體的在最佳視角上的發(fā)光強度，假設(shè)屏體中每個像素的發(fā)光強度在相應(yīng)空間內(nèi)恒定，則此數(shù)值可被認為也是整個屏體的光通量。一般室外LED顯示屏須達到4000CD／平方米以上的亮度才可在日光下有比較理想的顯示效果。普通室內(nèi)LED，最大亮度在700～2000 CD／平方米左右。