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LED的注意事項(xiàng)及基礎(chǔ)知識(shí)
一、led基礎(chǔ)知識(shí)
led 是取自 light emitting diode三個(gè)字的縮寫，中文譯為“發(fā)光二極管”，顧名思義發(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(lán)間不同波長(zhǎng)的光線，目前發(fā)出紫色乃至紫外光的發(fā)光二極管也已經(jīng)誕生。除此之外還有在藍(lán)光led上涂上熒光粉，將藍(lán)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(zhǎng)，也就是光譜或顏色。歷史上第一個(gè)led所使用的材料是砷(as)化鎵(ga),其正向pn結(jié)壓降(vf，可以理解為點(diǎn)亮或工作電壓)為1.424v，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)，其正向pn結(jié)壓降為2.261v，發(fā)出的光線為綠光。
基于這兩種材料，早期led工業(yè)運(yùn)用gaas1-xpx材枓結(jié)構(gòu)，理論上可以生產(chǎn)從紅外光一直到綠光范圍內(nèi)任何波長(zhǎng)的led，下標(biāo)x代表磷元素取代砷元素的百分比。一般通過(guò)pn結(jié)壓降可以確定led的波長(zhǎng)顏色。其中典型的有g(shù)aas0.6p0.4 的紅光 led，gaas0.35p0.65的橙光led，gaas0.14p0.86 的黶光led等。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(lán)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(jiàn)光以及部份紫外光的光譜范圍。
led發(fā)光強(qiáng)度：
發(fā)光強(qiáng)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(qiáng)度單位（燭光 candle power）.
1cd（燭光）指完全輻射的物體，在白金凝固點(diǎn)溫度下，每六十分之一平方厘米面積的發(fā)光強(qiáng)度。（以前指直徑為2.2厘米，質(zhì)量為75.5克的鯨油燭，每小時(shí)燃燒7.78克，火焰高度為4.5厘米，沿水平方向的發(fā)光強(qiáng)度）
1l（流明）指1cd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(dòng)發(fā)光體采用發(fā)光強(qiáng)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(jī)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(shuō)一部lcd投影機(jī)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(qiáng)度為1600cd。而真正的lcd投影機(jī)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(shí)際使用中，光強(qiáng)計(jì)算常常采用比較容易測(cè)繪的數(shù)據(jù)單位或變向使用。對(duì)于led顯示屏這種主動(dòng)發(fā)光體一般采用cd／平方米作為發(fā)光強(qiáng)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(gè)屏體的在最佳視角上的發(fā)光強(qiáng)度，假設(shè)屏體中每個(gè)像素的發(fā)光強(qiáng)度在相應(yīng)空間內(nèi)恒定，則此數(shù)值可被認(rèn)為也是整個(gè)屏體的光通量。一般室外led顯示屏須達(dá)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700～2000cd／平方米左右。
單個(gè)led的發(fā)光強(qiáng)度以cd為單位：
同時(shí)配有視角參數(shù)，發(fā)光強(qiáng)度與led的色彩沒(méi)有關(guān)系。單管的發(fā)光強(qiáng)度從幾個(gè)mcd到五千mcd不等。led生產(chǎn)廠商所給出的發(fā)光強(qiáng)度指led在20ma電流下點(diǎn)亮，最佳視角上及中心位置上發(fā)光強(qiáng)度最大的點(diǎn)。封裝led時(shí)頂部透鏡的形狀和led芯片距頂部透鏡的位置決定了led視角和光強(qiáng)分布。一般來(lái)說(shuō)相同的led視角越大，最大發(fā)光強(qiáng)度越小，但在整個(gè)立體半球面上累計(jì)的光通量不變。
當(dāng)多個(gè)led較緊密規(guī)則排放，其發(fā)光球面相互疊加，導(dǎo)致整個(gè)發(fā)光平面發(fā)光強(qiáng)度分布比較均勻。在計(jì)算顯示屏發(fā)光強(qiáng)度時(shí)，需根據(jù)led視角和led的排放密度，將廠商提供的最大點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度值乘以30％～90％不等，作為單管平均發(fā)光強(qiáng)度。
led的發(fā)光壽命很長(zhǎng)：
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生產(chǎn)廠家一般都標(biāo)明為100,000小時(shí)以上，實(shí)際還應(yīng)注意led的亮度衰減周期，如大部分用于汽車尾燈的ur紅管點(diǎn)亮十幾至幾十小時(shí)后，亮度就只有原來(lái)的一半了。亮度衰減周期與led生產(chǎn)的材料工藝有很大關(guān)系，一般在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下應(yīng)選用亮度衰減較緩慢的四元素led。
配色、白平衡：
白色是紅綠藍(lán)三色按亮度比例混合而成，當(dāng)光線中綠色的亮度為69%，紅色的亮度為21％，藍(lán)色的亮度為10％時(shí)，混色后人眼感覺(jué)到的是純白色。但led紅綠藍(lán)三色的色品坐標(biāo)因工藝過(guò)程等原因無(wú)法達(dá)到全色譜的效果，而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，稱為配色。
當(dāng)為全彩色led顯示屏進(jìn)行配色前，為了達(dá)到最佳亮度和最低的成本，應(yīng)盡量選擇三原色發(fā)光強(qiáng)度成大致為3:6:1比例的led器件組成像素。
白平衡要求三種原色在相同的調(diào)灰值下合成的仍舊為純正的白色。
原色、基色：
原色指能合成各種顏色的基本顏色。色光中的原色為紅、綠、藍(lán)，下圖為光譜表，表中的三個(gè)頂點(diǎn)為理想的原色波長(zhǎng)。如果原色有偏差，則可合成顏色的區(qū)域會(huì)減小，光譜表中的三角形會(huì)縮小，從視覺(jué)角度來(lái)看，色彩不僅會(huì)有偏差，豐富程度減少。
led發(fā)出的紅、綠、藍(lán)光線根據(jù)其不同波長(zhǎng)特性和大致分為紫紅、純紅、橙紅、橙、橙黃、黃、黃綠、純綠、翠綠、藍(lán)綠、純藍(lán)、藍(lán)紫等，橙紅、黃綠、藍(lán)紫色較純紅、純綠、純藍(lán)價(jià)格上便宜很多。三個(gè)原色中綠色最為重要，因?yàn)榫G色占據(jù)了白色中69％的亮度，且處于色彩橫向排列表的中心。因此在權(quán)衡顏色的純度和價(jià)格兩者之間的關(guān)系時(shí)，綠色是著重考慮的對(duì)象。
二、led防靜電要求
藍(lán)光、純綠光、藍(lán)綠光、白光、紫光、紫紅光發(fā)光二極管屬于一級(jí)防靜電敏感器件，在手持和封裝生產(chǎn)過(guò)程中請(qǐng)注意采取適當(dāng)?shù)姆婪洞胧�，以下僅供參考：
必須能防止靜電產(chǎn)生：組裝人員操作時(shí)需穿戴防靜電服裝(如防靜電衣服、帽子、鞋子、指套或手套等)
必須能迅速將其表面或內(nèi)部的靜電散逸：組裝操作人員需配戴防靜電手腕帶。
能提供屏蔽保護(hù)受靜電突然放電或電場(chǎng)沖擊：
① 組裝臺(tái)(工作臺(tái))需使用防靜電臺(tái)墊，且接地。
② 盛裝led需使用防靜電元件盒。
③ 烙鐵、切腳機(jī)、錫爐（或自動(dòng)回流焊設(shè)備）均需接地。
作業(yè)過(guò)程中，盡可能避免直接觸摸發(fā)光管之管腳，取放時(shí)盡可能觸拿膠體部分。
接地措施應(yīng)完全防止靜電產(chǎn)生，工作臺(tái)、烙鐵、切腳機(jī)、錫爐(或自動(dòng)回流焊設(shè)備)之接地，必須用粗的鐵線引入泥土內(nèi)，,在鐵線未端系上大鐵塊，埋入地表1米以下，各接地線均需與主線連接在一起，操作人員配戴的靜電環(huán)若有引出線的，亦需將引出線接通埋地線上。
半成品、成品檢測(cè)設(shè)備亦需接地。
三、led使用注意事項(xiàng)
（1）led的特性接近穩(wěn)二極管，工作電壓變化0.1v，工作電流可能變化20ma左右。為了安全，普通情況下使用串聯(lián)限流電阻，極大的能量損失顯然不適合太陽(yáng)能草坪燈，并且led亮度隨工作電壓而變化。升壓電路是一個(gè)好辦法，也可以用簡(jiǎn)單的恒流電路，總之一定要自動(dòng)限流，否則將會(huì)損壞led。
（2）一般led的峰值電流50~100ma，反向電壓在6v左右，注意不可超過(guò)這個(gè)極限，尤其在太陽(yáng)能電池反接或者蓄電池空載，升壓電路峰值電壓過(guò)高時(shí)很可能超過(guò)這個(gè)極限，損壞led。
（3）led溫度特性不好，溫度上升5℃，光通量下降3%，夏季使用更要注意。
（4）工作電壓離散性大，同一型號(hào)，同一批次的led工作電壓都有一定差別，不宜并聯(lián)使用。若一定要并聯(lián)使用，就應(yīng)該充分考慮均流的情況。
（5）超高亮白光led色溫為6400~30000k，目前低色溫的超高亮白光led尚未進(jìn)入市場(chǎng)，所以用超高亮白光led制造的太陽(yáng)能草坪燈光穿透能力比較差，這點(diǎn)在光學(xué)設(shè)計(jì)上要引起注意。
（6）靜電對(duì)超高亮白光led影響很大，在安裝時(shí)要有防靜電設(shè)施，工人要佩帶防靜電手腕，受靜電傷害的超高亮白光led當(dāng)時(shí)可能憑眼睛看不出來(lái)，但是使用壽命將會(huì)變短。
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LED的注意事項(xiàng)及基礎(chǔ)知識(shí) [篇2]
一、led的種類
依據(jù)產(chǎn)品的用途可以分為：lamp led、smd led 、display led 點(diǎn)矩陣等
依據(jù)產(chǎn)品的發(fā)光顏色分為：紅、黃、藍(lán)、綠、橙、紫、翠綠、白等led
二、led與其他光源對(duì)比的優(yōu)越性
1、省電節(jié)能，相比白幟燈耗電減少80%；
2、體積小，適用范圍廣泛；
3、壽命長(zhǎng)，使用壽命達(dá)10w小時(shí)以上；
4、反映速度快，響應(yīng)時(shí)間僅為幾納秒；
5、安全，低壓工作、無(wú)震蕩輻射；
6、環(huán)保，不含有害金屬汞；
但目前還存在有價(jià)格高，成本高的缺陷。
三、led的應(yīng)用范圍
廣泛用于照明、指示、裝飾、醫(yī)療、顯示屏等領(lǐng)域
四、led的光電參數(shù)及概念
iv：發(fā)光亮度或強(qiáng)度，指光源在某一方向立體角內(nèi)之光通量大小。單位：坎德拉 (cd)
1cd（燭光）指完全輻射的物體，在白金凝固點(diǎn)溫度下，每六十分之一平方厘米面積的發(fā)光強(qiáng)度。（以前指直徑為2.2厘米，質(zhì)量為75.5克的鯨油燭，每小時(shí)燃燒7.78克，火焰高度為4.5厘米，沿水平方向的發(fā)光強(qiáng)度）
if：正向或順向電流，單位：安培（a）。ma指毫安，即千分之一安培。
vf：正向電壓或順向電壓。單位：伏特（v
vr：反向電壓或逆向電壓。單位：伏特（v）
ir：反向漏電。單位：微安（μa）指給led施加一個(gè)反向電壓時(shí),所通過(guò)的電流.
ф：光通量。指發(fā)光體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一截面的光能數(shù)量。單位：流明( lm)
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
wld:波長(zhǎng)，指光波在變化的一個(gè)周期內(nèi)所傳播的距離。單位：納米（nm）
有主波長(zhǎng)和峰值波長(zhǎng)兩種
λd：主波長(zhǎng)，指人肉眼所感知的波長(zhǎng)。
λp:峰值波長(zhǎng)，指光學(xué)理論上的波長(zhǎng)。
angle:發(fā)光角度，指led發(fā)光夾角。;2θ1/2指儀器測(cè)試的光強(qiáng)角度.
照度: 是光通量與被照面之比值。單位 lux（勒克司）
1 lux指1l的光通量均勻地分布在1平方米面積上的照度。
輝度 (luminance, l): 一光源或一被照面之輝度指其單位表面在某一方向上的光強(qiáng)度密度，也可說(shuō)是人眼所感知此光源或被照面之明亮程度。
單位：坎德拉每平方米 (cd/﹐)
五、led應(yīng)用的注意事項(xiàng)
1、led在生產(chǎn)和使用過(guò)程中均應(yīng)該注意靜電防護(hù)，通常單電極晶片抗esd可達(dá)2000v以上，雙電極晶片抗esd在200-1200v不等。產(chǎn)品用于戶外,干燥環(huán)境或室內(nèi)照明時(shí)，要求晶片有較高的抗esd能力。
2、儲(chǔ)存過(guò)程中注意防止光線直射，濕度控制在40-70%左右；溫度-20-100℃以內(nèi)；
3、采用烙鐵焊接、浸錫爐或回流焊接時(shí)，溫度控制在260±5℃，時(shí)間控制在5s以內(nèi)；焊接距離膠體邊沿不的小于2毫米。
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