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LED显示屏基础知识(一)


一、什么是LED?
        LED是英文单词Light Emitting Diode的缩写,中文名称为发光二极管,是一种能够将电能直接转化为可见光的半导体器件。(结构如下图所示)
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        LED的心脏就是上图所示的LED芯片,LED芯片的一端附着在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。
        LED芯片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个LED芯片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。

二、与LED相关的几个概念
        1、光通量(lm):由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度,我们不能直接用光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量,必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单位----光通量来衡量。光通量用符号Φ表示,单位为流明(lm)。
        2、发光强度(cd):光通量是说明某一光源向四周空间发射出的总光能量。不同光源发出的光通量在空间的分布是不同的。发光强度的单位为坎德拉,符号为cd,它表示光源在某单位球面度立体角(该物体表面对点光源形成的角)内发射出的光通量。1 cd = 1 lm/1 sr (sr:立体角的球面度单位)。
        3、亮度(cd/m2):亮度是表示眼睛从某一方向所看到物体发射光的强度。单位为坎德拉/平方米[cd/m2],符号为L,表明发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量,它等于1平方米表面上发出1坎德拉的发光强度。
        4、色温( Color Temperature ) :当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时,黑体的温度就称为该光源的色温,用绝对温度K(开尔文,开氏度 = 摄氏度 + 273.15 )表示。

三、LED优点:

        1、体积小
        LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面,所以它非常小,非常轻。
        2 、耗电量低
        LED耗电相当低,直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06瓦),电光功率转换接近30%。一般来说LED的工作电压是2-3.6V,工作电流是0.02-0.03A;这就是说,它消耗的电能不超过0.1W,相同照明效果比传统光源节能近80%。
        3、使用寿命长
        有人称LED光源为长寿灯。它为固体冷光源,环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,在恰当的电流和电压下,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上。
        4、高亮度、低热量
        LED使用冷发光技术,发热量比普通照明灯具低很多。
        5、环保
        LED是由无毒的材料作成,不像荧光灯含水银会造成污染,同时LED也可以回收再利用。光谱中没有紫外线和红外线,既没有热量,也没有辐射,眩光小,冷光源,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源
        6、坚固耐用
        LED被完全封装在环氧树脂里面,比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分,使得LED不易损坏。
        7、多变幻

        LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256×256×256=16777216种颜色,形成不同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。

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        8、.技术先进

        与传统光源单调的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品。它成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等,所以亦是数字信息化产品,是半导体光电器件“高新尖”技术,具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。

四、LED的分类

       1、按发光颜色可分成红色、橙色、白色、紫色、绿色(黄绿、标准绿和纯绿)、蓝色等;
       2、按出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管等;
       3、按封装结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等;
       4、按发光强度分有普通亮度(发光强度小于10mcd)、超高亮度(发光强度大 于100mcd)和高亮度(发光强度在10—100 mcd);

五、LED显示屏常用芯片的发光颜色及对应波长范围

       红(RED):R(610nm-640nm);
       绿(GREEN):G(520nm -525nm);
       蓝(BLUE):B(465nm -470nm)。

六、LED的应用领域

       1、景观照明市场:包括建筑装饰、室内装饰、旅游景点装饰等,主要用于重要建筑、街道、商业中心、名胜古迹、桥梁、社区、庭院、草坪、家居、休闲娱乐场所的装饰照明,以及集装饰与广告为一体的商业照明。
       2、汽车市场:车用市场是LED运用发展最快的市场,主要用于车内的仪表盘、空调、音响等指示灯及内部阅读灯,车外的第三刹车灯、尾灯、转向灯、侧灯等。
       3、背光源市场:LED作为背光源已普遍运用于手机、电脑、手持掌上电子产品及汽车、飞机仪表盘等众多领域。
       4、交通灯市场:由于红、黄、绿光LED有亮度高、寿命长、省电等优点,在交通信号灯市场的需求大幅增加。
       5、户内外大屏幕显示:由于高亮度LED能产生红、绿、蓝三原色的光,LED全彩色大屏幕显示屏在金融、证券、交通、机场、邮电等领域倍受青睐;近两年全彩色LED显示屏已代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等成为主流,尤其是在全球各大型体育场馆几乎已成为标准配备。
       6、特殊工作照明和军事运用:由于LED光源具有抗震性、耐候性、密封性好,以及热辐射低、体积小、便于携带等特点,可广泛应用于防爆、野外作业、矿山、军事行动等特殊工作场所或恶劣工作环境之中。
       7、其它应用:LED还可用于玩具、礼品、手电筒、圣诞灯等轻工产品之中,我国作为全球轻工产品的重要生产基地,对LED有着巨大的市场需求。

七、常见的LED芯片生产厂家

       国内厂家:厦门三安光电,杭州士兰明芯,大连路美,上海蓝光等;
       台湾厂家:光磊,晶元光电,鼎元,广镓等;
       国外厂家:美国科瑞(CREE),日亚化学,欧司朗,丰田合成,昭和电工,首尔半导体等。


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