Cómo los LED producen luz de color

El material utilizado en el primer LED en la historia es Arsénico (As) Gallium (GA), su caída de voltaje de unión PN de avance (VF, que puede entenderse como iluminación o voltaje de trabajo) es 1.424V, y la luz emitida es un espectro infrarrojo.

Según estos dos materiales, la industria LED temprana utilizó la estructura del material GAAS1-XPX, que en teoría puede producir LED con cualquier longitud de onda de luz infrarroja a luz verde. El subíndice X representa el porcentaje de fósforo reemplazado por arsénico. En general, la longitud de onda y el color del LED se pueden determinar mediante la caída de voltaje de la unión PN. Los típicos son LED rojos de GaAs0.6p0.4, LED naranja de GAAS0.35P0.65, LED amarillos de GAAS0.14p0.86, etc., etc., etc. Debido a que el galio, el arsénico y el fósforo se usan en la fabricación, estos LED se conocen comúnmente como tubos emisores de luz de tres elementos.

Los LED azules GaN (nitruro de galio), los LED verdes GAP y los LED infrarrojos GAAS se llaman tubos emisores de luz de dos elementos. En la actualidad, el último proceso es un LED de cuatro elementos hecho de material de cuatro elementos Algainn mezclado con cuatro elementos de aluminio (AL), calcio (CA), indio (IN) y nitrógeno (N), que pueden cubrir toda la luz visible y algo de luz ultravioleta. El rango espectral de la luz.

Intensidad luminosa: las unidades de medición de intensidad luminosa son la unidad de iluminancia (LUX), la unidad de flujo luminoso (luz de la luz), la unidad de intensidad luminosa (potencia de la vela). 1CD (potencia de vela) se refiere a un objeto completamente radiante. La intensidad luminosa de un área de una décima parte de un centímetro cuadrado. (Solía ​​referirse a una vela de aceite de ballena con un diámetro de 2.2 cm y una calidad de 75.5 gramos, quemando 7.78 gramos por hora, una altura de llama de 4.5 cm y la intensidad luminosa a lo largo de la dirección horizontal) 1L (Lúmina) se refiere a 1 CD Candlellel Irradied a una distancia de 1 CM, el flujo luminoso en un avión de un área de 1 cm2.

1 Lux (Lux) se refiere a la iluminancia a la que 1L de flujo luminoso se distribuye uniformemente en un área de 1 metro cuadrado. Los iluminantes generalmente activos adoptan el CD de potencia de vela de la unidad de intensidad luminosa, como lámparas incandescentes, LED, etc. Lux, la unidad de iluminación, se usa generalmente en fotografía y otros campos. Las tres unidades de medición son numéricamente equivalentes, pero deben entenderse desde diferentes perspectivas. Por ejemplo: si el brillo (flujo luminoso) de un proyector LCD es 1600 lúmenes, y el tamaño proyectado en la pantalla de reflexión total es de 60 pulgadas (1 metro cuadrado), entonces su iluminancia es 1600 Lux, suponiendo que la distancia entre la salida de luz y la fuente de luz es de 1 cm, y el área del outlet de luz es 1 centímetro cuadrado, luego la intensidad luminosa de la salida de luz es de 1 cm. Sin embargo, debido a la pérdida de la transmisión de la luz, la pérdida de reflexión o la película transmitente de luz y la distribución desigual de la luz, el brillo de un proyector LCD real se reducirá considerablemente. En general, una eficiencia del 50% es buena.

En uso real, los cálculos de intensidad de la luz a menudo usan unidades de datos que son más fáciles de examinar y mapear o cambiar las direcciones. Para cuerpos luminosos activos, como las pantallas LED, el medidor CD/cuadrado generalmente se usa como la unidad de intensidad luminosa, y el ángulo de visión se usa como un parámetro auxiliar, que es equivalente a la unidad de iluminancia Lux en la superficie de la pantalla; Este valor se muestra efectivamente en la pantalla. Multiplique las áreas para obtener la intensidad luminosa de toda la pantalla en el mejor ángulo de visión. Suponiendo que la intensidad luminosa de cada elemento gráfico en la pantalla es constante en el espacio correspondiente, este valor puede considerarse como el flujo luminoso de toda la pantalla. En general, las pantallas LED al aire libre deben tener un brillo de más de 4000cd/metro cuadrado para tener un efecto de pantalla ideal bajo la luz solar. Para los LED interiores ordinarios, el brillo máximo es de aproximadamente 700-2000 CD/metro cuadrado.

La intensidad luminosa de un solo LED está en CD, y está equipado con parámetros del ángulo de visión. La intensidad luminosa no tiene nada que ver con el color del LED. La intensidad luminosa de un solo tubo varía de unos pocos MCD a 5000mcd. La intensidad luminosa dada por el fabricante LED se refiere al punto donde el LED se ilumina a una corriente de 20 mA, el mejor ángulo de visión y la posición central con la intensidad luminosa más alta. Cuando el empaque LED, la forma de la lente superior y la posición del chip LED desde la lente superior determinan el ángulo de visión LED y la distribución de la intensidad de la luz. En términos generales, cuanto mayor sea el ángulo de visión del mismo LED, menor es la intensidad luminosa máxima, pero el flujo luminoso acumulado en todo el hemisferio tridimensional permanece sin cambios. Cuando múltiples LED se organizan de cerca y regularmente, sus superficies esféricas luminosas se superponen entre sí, lo que resulta en una distribución relativamente uniforme de la intensidad luminosa en todo el plano luminoso.

Al calcular la intensidad luminosa de la pantalla, es necesario multiplicar el valor de intensidad luminosa de punto máximo proporcionado por el fabricante en un 30% a 90% según el ángulo de visión LED y la densidad de emisión LED, como la intensidad luminosa promedio de un solo tubo. En general, la vida luminosa del LED es muy larga, y los fabricantes generalmente lo marcan como más de 100,000 horas. De hecho, también se debe prestar atención al ciclo de desintegración de brillo del LED. , el brillo es solo la mitad del original.

El período de atenuación de brillo tiene mucho que ver con el proceso material de producción LED. En general, los LED de cuatro elementos con una atenuación de brillo más lenta deben seleccionarse cuando las condiciones económicas lo permitan. Matriota de color y equilibrio de blancos: el blanco es una mezcla de rojo, verde y azul de acuerdo con la relación de brillo. Cuando el brillo del verde en la luz es del 69%, el brillo del rojo es del 21%y el brillo del azul es del 10%. Llegó en blanco puro. Sin embargo, las coordenadas de cromaticidad de los colores rojos, verdes y azules del LED no pueden lograr el efecto del espectro a todo color debido al proceso de fabricación y otras razones. El control del brillo de los colores primarios, incluidos los colores primarios sesgados para obtener la luz blanca, se llama coincidencia de color. Antes de que coincida el color para las pantallas LED a todo color, para lograr el mejor brillo y el costo más bajo, intente elegir dispositivos LED con una relación de 3: 6: 1 para que los tres colores primarios formen píxeles. El equilibrio blanco requiere que los tres colores primarios sintetizados bajo el mismo valor gris sigan siendo blanco puro. Color primario, color primario: el color primario se refiere al color básico que puede sintetizar varios colores. Los colores primarios en la luz de color son rojo, verde y azul. La figura a continuación es una tabla de espectro, y los tres vértices en la tabla son longitudes de onda de color primarias ideales. Si el color primario se desvía, el área donde se puede sintetizar el color disminuirá, y los triángulos en la tabla espectral se encogerán. Desde un punto de vista visual, el color no solo se desviará, sino que también reducirá la riqueza.

La luz roja, verde y azul emitida por LED se puede dividir bruscamente en rojo púrpura, rojo puro, rojo naranja, naranja, amarillo naranja, amarillo, verde amarillo, verde puro, verde esmeralda, verde azul, azul puro, azul púrpura, etc. De acuerdo con sus diferentes características de longitud de onda y rojo naranja. , Amarillo-verde y azul-púrpura son mucho más baratos que el rojo puro, el verde puro y el azul puro. Entre los tres colores primarios, el verde es el más importante, porque el verde ocupa el 69% del brillo del blanco, y está en el centro de la tabla de disposición horizontal de color. Por lo tanto, en el modo de composición de color de tres primeros entre la pureza del color y el precio, en la aplicación de diseño de color de tres primeros, el balance de blancos y el valor máximo de brillo deseado generalmente se logran ajustando la corriente LED.

Generalmente usamos el método de coincidencia de color más simple y optimizado como el método de reproducción de color para diseñar tecnología de visualización a todo color. White Balance es uno de los signos importantes para probar la composición de color. La luz blanca de tres primeros de color se hace generalmente mezclando los tres colores primarios de rojo, verde y azul de acuerdo con la relación de brillo. Cuando el brillo del verde en la luz es del 69%, el brillo del rojo es del 21%y el brillo del azul es del 10%. Es de blanco puro. Los primeros televisores CRT a las pantallas de cristal líquido LCD actuales están compuestas de esta manera.