LED的色彩与工艺制造LED的材料不同,可以产生具有不同能量的光子,借此可以控制LED所发出光的波长,也就是光谱或颜色。
1.历史’上第‘一个LED所使用的材料是砷(As)化镓(Ga),其正向PN结压降(VF,可以理解为点亮或工作电压)为1.424V,发出的光线为红外光谱。
2.另一种常用的LED材料为磷(P)化镓(Ga),其正向PN结压降为2.261V,发出的光线为绿光。
3. 基于这两种材料,早期 LED工业运用GaAs1-xPx材枓结构,理论上可以生产从红外光一直到绿光范围内任何波长的LED,下标X代表磷元素取代砷元素的百分比。一般通过PN结压降可以确定LED的波长颜色。其中典型的有GaAs0.6P0.4 的红光 LED,GaAs0.35P0.65 的橙光LED,GaAs0.14P0.86 的黄光LED等。由于制造采用了镓、砷、磷三种元素,所以俗称这些LED为三元素发光管。而GaN(氮化镓)的蓝光LED 、GaP 的绿光 LED和GaAs红外光LED,被称为二元素发光管。而目前最‘新的工艺是用混合铝(Al)、钙(Ca) 、铟(In)和氮(N)四种元素的AlGaInN 的四元素材料制造的四元素LED,可以涵盖所有可见光以及部份紫外光的光谱范围。4. 发光强度的衡量单位有照度单位(勒克司Lux)、光通量单位(流明Lumen)、发光强度单位(烛光 Candle power)
5. 1CD(烛光)指完全辐射的物体,在白金凝固点温度下,每六十分之一平方厘米面积的发光强度。(以前指直径为2.2厘米,质量为75.5克的鲸油烛,每小时燃烧7.78克,火焰高度为4.5厘米,沿水平方向的发光强度)
6. 1Lm(流明)指1 CD烛光照射在距离为1厘米,面积为1平方厘米的平面上的光通量。
大屏幕显示
大屏幕显示是超高亮度LED应用的另一巨大市场,包括:图形、文字、数字的单色、双色和全色显示。在表2中列出了LED显示的各种用途。传统的大屏幕有源显示一般采用白炽灯、光纤、阴极射线管等;无源显示一般采用翻牌的方法。表3列出了几种显示的性能比较。LED显示曾一直受到LED本身性能和颜色的限制。如今,超高亮度AlGaInP、TS-AlGaAs、InGaN LED已能够提供明亮的红、黄、绿、蓝各种颜色,可完全满足实现全色大屏幕显示的要求。LED显示屏可按像素尺寸装配成各种结构,小像素直径一般小于5mm,单色显示的每个像素用一个T-1(3/4)的LED灯,双色显示的每个像素为双色的T-1(3/4)的LED灯,全色显示则需要3个T-1红、绿、蓝色灯,或者装配一个多芯片的T-1(3/4)的LED灯作为一个像素。大像素则是通过把许多T-1(3/4)红、绿、蓝色LED灯组合在一起构成的。用InGaN(480nm)蓝、InGaN(515nm)绿和ALGaAs(637nm)红LED灯作为LED显示的三基色,可以提供逼真的全色性能,而且具有较大的颜色范围包括:蓝绿、绿红等,与国际电视系统委员会(NTSC)规定的电视颜色范围基本相符。
与其它大屏幕终端显示器相比,LED显示屏主要有以下特点:
1、亮度高:户外LED显示屏的亮度大于8000mcd/㎡,是唯‘一能够在户外全天候使用的大型显示终端;户内LED显示屏的亮度大于2000mcd/㎡。
2、寿命长:LED寿命长达100,000小时(十年)以上,该参数一般都指设计寿命,亮度暗了也算;
3、视角大:室内视角可大于160度,户外视角可大于120度。视角的大小取决于LED发光二极管的形状。
4、屏幕面积可大可小,小至不到一平米,大则可达几百、上千平米;
5、易与计算机接口,支持软件丰富。