LED各种专业术语解释

1、精品文档【LED术语】色温（color temperature ）指用黑体（理论上可完全吸收外来光的虚拟物体） 的温度表示光的颜色的数值。单位为 K。黑体发出光的波长分布（色调）因温度而异。色温常用于表示荧光灯和白色 LED的光色， 及显示器可显示的白色的程度。一般来说，色温低时看上去发红，色温高时发青指用黑体（理论上可完全吸收外来光的虚拟物体）的温度表示光的颜色的数值。单位为K（开尔文）。黑体发出光的波长分布（色调）因温度而异。色温常用于表示荧光灯和白色 LED 的光色，及显示器可显示的白色的程度。一般来说，色温低时看上去发红，色温高时发青。以白色LED为例，结合使用蓝色 LED芯片和黄色荧

2、光体的一般品种（平均演色性指数Ra为70以上）多为色温在 6000K以上的昼光色，而追加红色荧光体等红色光的灯泡色LED的色温多在3000K以下。改进与蓝色LED芯片组合的荧光体的光色， 还可获得4000K以上和5000K 以上等色温。色温可依照明器具的设置场所分别使用。例如，办公室等最好设置与太阳光接近、色温较高的照明器具，而一般家庭和饭店等大多喜欢采用与白炽灯接近、色温较低的照HLKJk7CQbC600 be5OOte400lx明器具。SfXKlK4OtX)K3CXXTKO10 11 12:00 13 14 15:00 16 17 1S：0020 2122 23【LED术语】光效下降现象（

3、LED droop ）光效下降现象是指，向芯片输入较大电力时 LED的发光效率反而会降低的现象。作为有 助于削减单位光通量成本的技术，各LED厂商都在致力于抑制光效下降现象。如果能抑制该现象，使用相同的芯片，在输入较大的电力时会增加光通量。因此，可减少用于获得相同光通量的芯片数，从而削减单位光通量的成本。美国飞利浦流明（Philips Lumileds Lighti ng）等很早就开始研究如何抑制光效下降现象。现在，日亚化学工业和德国欧司朗光电半导体（OSRAM Opto Semico nductors GmbH）等众多LED厂商也开始倾力研究。各LED厂商打算把在输入电流 1A,输入功率3W

4、时明显出现 光效 下 降 现 象 的 电 流 和 功率 的 领域扩1欢迎下载精品文档2欢迎下载精品文档100234输人电力【LED术语】照明综合效率（lamp and auxiliary efficacy）照明的全光通量与器具整体耗电量的比值。 一般情况下，由于LED照明会受到电源损失 和温度上升的影响，因此照明器具整体的发光效率（综合效率）要比LED单体的发光效率低 3050%。以白色LED为例，LED照明器具的综合效率低于 LED单体发光效率的理由如下。首先， 将白色LED用于照明器具时，发光效率多会降得比白色LED的目录值还要低。这是由于目录值多为输入脉冲状电流，LED的发光部分（活性层

5、）的温度几乎不上升的理想状态下的发光 效率。但照明器具多在向LED输入固定电流的状态下使用，实际上活性层的温度会上升。考 虑到这种情况，发光效率会降低约20%。另外，在将交流电转换为直流电、向LED供电的电源转换电路上，功率会降低1015%左右。照明器具中设置有反射板和透镜，以使光线射向希望的方向，这一过程中会损失近10 %的光线。将这些加在一起，照明器具整体的发光效率与只有光源的目录值相比会降低40%左右。光源（目录值） 老虑温度上升囚玄 考虑唯鴻的彫响 右诲、器H毁率0 20406080效率(lin/W)灯灯LE100 120【LED术语】发光效率（lumi nous efficacy ）

6、评测光源效率的指标，用光源发出的光通量（Im）与向光源输入的电力（ W之比表示。单位为Im/Wo最近，白色LED的发光效率超过了 100Im/Wo作为有望继白炽灯和荧光灯之后成为新一 代光源的白色LED,其发光效率能否达到与直管型荧光灯的综合效率相同的100Im/W备受关注。发光效率只表示光源的效率，与将光源安装到照明器具上后器具的整体效率（综合效率）是不同的概念。发光效率是将外部量子效率用视觉灵敏度（人眼对光的灵敏度）来表示的数值。外部量子效率是发射到LED芯片和封装外的光子个数相对于流经LED的电子个数（电流）所占的比例。组合使用蓝色LED芯片和荧光体的白色 LED的外部量子效率，是相对于

7、内部量子效率（在 LED芯片发光层内发生的光子个数占流经LED芯片的电子个数（电流）的比例）、芯片的光取出效率（将所发的光取出到LED芯片之外的比例）、荧光体的转换效率（芯片发出的光照到荧光体上转换为不同波长的比例）以及封装的光取出效率 （由LED和荧光体发射到封装外的光线比例）的乘积决定。在发光层产生的光子的一部分或在 LED芯片内被吸收，或在LED芯片内不停地反射，出 不了 LED芯片。因此，外部量子效率比内部量子效率要低。 发光效率为100lm/W的白色LED, 其输入电力只有32%作为光能输出到了外部。剩余的 68%转变为热能。今后3年将提高100lm/W发光效率在2003年之前一直以

8、每年数lm/W的速度缓慢提高。在提高发光效率时，最初 未改变荧光体和封装， 而是致力于改进芯片技术。 具体而言，进行了诸如改善蓝色 LED芯片 所使用的GaN类半导体结晶的 MOCV结晶成长技术等。从2004年开始，发光效率以每年 1020lm/W的速度提高。由此，从 2004年的50lm/W 到2008年的100lm/W, 4年间提高了 50lm/W。这种速度的实现，借助了将原来聚集于成膜 技术的芯片技术改进扩展至了整个LED制造工艺那样的重大调整。另外，除了改进芯片技术外，还开始对荧光体进行改善。发光再錯合输入电力KX）%J0%鱼色荧光22% 利冃哈低LELIJt起1光按失111可觇光益巧

9、口芭光4欢迎下载精品文档#欢迎下载精品文档；芯片内损矢3吕!匕蚌休内黑九抗亍按駛甩杭li% ;【LED术语】外延生长（epitaxial growth ）在基片上与气体发生反应以积累结晶层的 结晶相的LPE （液相生长）法等。在基片上生长结晶轴相互一致的结晶层的技术。用于制作没有杂质和*的结晶层。包括VPE（气相生长）法、以及与溶液相互接触以生长蓝色LED白色LED以及蓝紫色半导体激光器等 GaN类发光元件一般采用 VPE法之一的 MOCVD Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法进行生产。 MOCV采用有机金属气体等作为原料。蓝色LED在蓝宝石基片

10、和 SiC基片上，蓝紫色半导体激光器在 GaN基片上使 用MOCV装置使得GaN类半导体层形成外延生长。馆性吒体fFh和的流向lilial由E性F侔的序响, 原料花休的流向向卜变化加糾气甲丛懈和ZH,等的航向蓝宝右底战6欢迎下载精品文档#欢迎下载精品文档【LED术语】量子阱（quantum well ）禾U用带隙较宽的层夹住带隙窄且极薄的层形成的构造。带隙较窄的层的电势要比周围（带隙较宽的层）低，因此形成了势阱（量子阱）。在LED和半导体激光器中，量子阱构造用于放射光的活性层。重叠多层量子阱的构造被称为多重量子阱（MQWfnultiquantum well ）。蓝色LED等是通过改良量子阱构造

11、等GaN类结晶层的构造取得进展的。GaN类LED在成为MIS （metal-insulatorsemiconductor）构造，pn接合型双异质结构造，采用单一量子阱的双异质结构造以及采用多重量子阱的双异质结构造的过程中，其亮度和色纯度得到了提高。采用MIS构造的蓝色LED在还没有实现p型GaN膜时，就被广泛开发并实现了产品化。 缺点是光强只有数百 mcd= p型GaN膜被造出来之后，采用pn接合型双异质结构造的蓝色LED得以实现。与MIS构造相比，发光亮度达到了 1cd，是前者的10倍左右。如果用多重量 子阱构造来取代pn接合型双异质结构造，发光光度和色纯度会进一步提高（发光光谱的半值幅度变

12、窄）。p?AIXt .tl-XN乩型AlXi a) XMJn&?cSaN户型也极JM炭滋色发比二(R育的构造变迂力來N11S (me lai - n ii Lil a l? r -tjn：LLCon.iuc tor H-J的 i 血色LLLLJqlb)为采 WEM ht子嘲5/1QVV : multi quantum vvwll)构罐的蓝色LEEK【LED术语】基片（substrate ）LED和半导体激光器等的发光部分的半导体层，是在基片上生长结晶而成。采用的基片 根据LED的发光波长不同而区分使用。如果是蓝色LED和白色LED等GaN类半导体材料的LED芯片，则使用蓝宝石、SiC和Si等作

13、为基片，如果是红色LED等采用AlInGaP类材料的LED芯片，则使用GaAs等作为基片。因LED发光波长而使用不同基片的原因是为了选择与LED发光部分一一半导体结晶的晶格常数尽量接近的晶格常数的廉价基片材料。这样做晶格常数的差距（晶格失配）就会缩小,在半导体层中阻碍发光的结晶 *的可能性就会减少。 而且能降低LED芯片的单价。另外，蓝 紫色半导体激光器等电流密度和光输出密度较大的元件，则采用昂贵的GaN基片。GaN基片还用于部分蓝色 LED夕卜韶厂戍8欢迎下载精品文档#欢迎下载精品文档口|激兀dfrt射永ijr*5利HUM光朋驸抽崗盘宝石 肚板在“钊9備底 也帼曲irT叫切侧HK檄#|J陶右

14、;去示伽jI壁Mi广册jU!m山-机 匕形亦 心卜 关冬占品山.FiJ1i： .t；然JE?*4衲帖作为支持庇极的3即品财上石.利1激比 照身寸 常滴抻13玖卜1去站鼻JftTItt虫荷底梅 阳事卩面部圮砌斶匾宝石廐扳aLED术语】GaN （gallium nitride ）由镓（Ga）和氮（N）构成的化合物半导体。带隙为3.45eV （用光的波长表示相当于约365nm）,比硅（Si）要宽3倍。利用该特性，GaN主要应用于光元件。通过混合铟（In ）和 铝（Al ）调整带隙，所获得的LED和蓝紫色半导体激光器等发光元件已经实用化。GaN由于带隙较宽，可产生蓝色和绿色等波长较短的光。蓝色LED和

15、蓝紫色半导体激光器，采用了在GaN中添加In形成的InGaN。除了带隙较宽以外，GaN还具有绝缘破坏电场高、 电场饱和速度快、导热率高等半导体材料的优异特性。另外，采用HEMT（ High ElectronMobility Transistor ）构造的GaN类半导体元件，其载流子迁移率较高，适合用作高频元 件。原因是会产生名为二维电子气体层”的电子高速流动领域。 而且，由于绝缘破坏电场要比Si和GaAs大，耐压较高，可施加更高的电压。因此，在手机基站等高频功率放大器电路中采用GaN类HEMT勺话，能够提高电力附加效率，降低耗电。最近，GaN作为逆变器及变压器等电力转换器使用的功率元件也极受期

16、待。原因是与Si功率元件相比，GaN类功率元件可大幅降低电力损失。由于绝缘破坏电场较高，能够通过减 薄元件降低导通电阻，从而降低导通损失。Sk GaAs. SiCWSGnN的材料物性比较1比较项目SIGaAsSiC（4H-5iC）GaN带障1.12eVL43eV3,263/3.l5eV绝缘礦坏电场0.3MV/cm0.4MV/cm2.2MV/cm高频/离输出功率 用谨的指标为1）17J180760载流子迁移率 二维电子气体时）1200cm?/V/s6500cn/V/s600crn?/V/s900cm-/V/s（1500cm2/V/s电场饱和速燈1X10?crriA1.3XW7cm/s2X?O7c

17、m/s2JX10?cm/s导热率1.5W/crn/K0.5W/cm/KI.SW/cm/K1.5W/cm/K【LED 术语】 光通量 / 光强 / 亮度 / 照度 （lumi nous flux/lumi nous in te nsity/lumi nan ce/il lumi nance）光通量是表示光源整体亮度的指标。单位为lm （流明）。在表示照明光源的明亮程度时经常使用。是参考人眼的灵敏度（视觉灵敏度）来表示光源放射光亮度的物理量。具体数值为各向同性的发光强度为 led （堪德拉）的光源在 1sr （立体弧度）的立体角内放射的光通 量为11m。此处的sr为立体角的单位，表示从球面向球心截

18、取的面积为半径（ r ）的2次方（rsize=+02）的圆锥体的顶角。光强是表示光通量立体角密度的指标。单位为ed。多在表示显示用 LED等的眩光时使用。其定义为：发射540X1012HZ （波长555nm）频率单色光，在指定方向的光线发射强度为1/683W/sr的光源，在该方向的光强就定义为led。亮度是表示从光源及反射面和透射面等二次光源向观测者发出的光的强度指标。单位为ed/m2。与光通量一样，是结合人眼的灵敏度表示的物理量。大多在表示液晶面板和PDP等显示器画面的亮度时使用。照度是表示照射到平面上的光的亮度指标。单位为lx （勒克司），有时也标记为Im/m2。是指光源射向平面状物体的光

19、通量中，每单位面积的光通量。 用于比较照明器具照射到平面上的明亮程度。r光通Ml(hn)尢通立体角（昉.强光强3） X立体和）|而积（m：）【LED术语】演色性（color ren diti on ）指利用照明器具的光照射物体时，反映以何种程度再现了与自然光照射时相同颜色的指标。一般情况下，多使用平均演色性指数 （Ra）来表示。平均演色性指数越接近 100的光源， 越能再现与自然光照射时相同的颜色。作为照明用途，普通家庭和办公室室内使用的照明器具的Ra为80以上、走廊等为70以上；美术馆、物品检验以及店铺等注重演色性的用途， 大多在90以上。用于照明的白色LED,大体分为低Ra和高Ra品种。演

20、色性与发光效率具有此消彼长的 关系，优先考虑演色性，发光效率会降低2030%。为此，出现了发光效率优先和演色性优先的不同品种。演色性高的光，其光谱接近自然光。也就是说，发光强度相对于发光波长的变化较小；而发光效率高的光， 在人眼视觉灵敏度（人眼对光的灵敏度） 高的领域（550nm 附近的峰值），其发光峰值较大。例如，组合蓝色 LED芯片和黄色荧光体得到的疑似白光的普通白色LED,其Ra只有70多。在其中添加红色荧光体等即可将Ra提高到80以上。Ra超过90的白色LED则是出于使发光光谱的变化更加平滑的目的，而对蓝色LED组合使用了绿色荧光体和红色荧光体等。此外，对近紫外LED组合使用红色、绿色

21、和蓝色等多种荧光体， 可获得Ra超过90的白色LEDb9欢迎下载精品文档I vj芥侍lKt f丹4 f *12 儘光 .凹皓丹4如尼咲比伸两效样局漁色mlftl GjNKK, 1*血義fA 空/ 阿旳一SSO【LED术语】蓝色 LED (blue light emitting diodes)指蓝色发光二极管。发光波长的中心为470nm前后。用于照明器具和指示器等蓝色显示 部分的光源、LED显示屏的蓝色光源以及液晶面板的背照灯光源等。与荧光体材料组合使用 可得到白色光。目前的白色LED 一般采用蓝色LED与荧光材料相组合的构造。蓝色LED得以广泛应用的契机， 是日亚化学工业于 1993年12月在

22、业内首次开发出了光 强达1cd以上的品种。而在此之前，还没有蓝色纯度较高且具有实用光强的LED因此，采用LED的大尺寸显示屏无法实现全彩显示。蓝色LED的材料使用氮化镓(GaN类半导体。以前曾盛行用硒化锌( ZnSe)类半导体 开发蓝色LED,但自从1993年12月采用GaN类半导体的高亮度蓝色 LED被开发出来后，蓝 色LED的主流就变成了采用 GaN类半导体的产品。蓝色LED的构造为，在蓝宝石或者 SiC底板等的表面上，重叠层积氮化铝( AlN)半导 体层和GaN类半导体层。在称为活性层、发蓝色光的部分设置了使p型GaN类半导体层和n型GaN类半导体层重叠的构造。pn结是制作高亮度 LED

23、所必须采用的构造。在使用GaN以外材料的红色等 LED中，pn结很早以前就是主流构造。而在1993年高亮度蓝色LED面世之前，采用 GaN类材料难以实现pn结。原因是制成 n型GaN类半导体层虽较为简单，但p型GaN系半导体层的制作则较为困难。之后，通过对在p型GaN类半导体层和n型GaN类半导体层之间配置的 GaN类半导 体层采用多重量子阱构造，并进一步改善GaN类半导体层的质量，光强获得了大幅提高。【LED 术语】可见光通信(visible light commu ni catio ns)指利用肉眼看得见的可视光”传递信息的通信技术。主要利用照明器具和信号机等显示设备以及汽车车灯等配备发光

24、二极管 (LED)的设备发出的可视光，通过改变其频率，或令其闪烁来发送数据。优点是不存在利用无线通信时需要的频率分配问题。在通信速度上，LED灯远远高于 荧光灯。为了实现可见光通信的实用化，日本于 2008年成立了 可视光通信联盟(VLCC: Visual Light Communications Consortium) ”。目前，已有 NTT DoCoMo等通信运营商， NEC 松下 电工，东芝，夏普等设备厂商以及 NHK等加盟。2005年，日本国土交通省在关西国际机场，对旅客在抵达机场到登机之前的候机时间 内利用可见光通信的用途进行了实证实验。除国土交通省外，松下电器产业、松下电工、NTT

25、DoCoMo中川研究所以及日本航空也参与了实验。发布资料显示，荧光灯可实现10kbit/秒，LED可实现数十Mbit/秒的通信速度。2008年，以图像传感器作为接收机，利用灯塔和交通信号机的LED可见光通信实验取得了成功。利用灯塔的光传递信息时的传输速度方面，通信距离为2km时为1022bit/秒，通信距离为1km时为1200bit/秒。此次实验实现的 2km通信距离在当时是采用广泛扩散光 源的空间光通信方式中全球最长的距离。该实验在千叶县的九十九里浜进行，是作为由海上保安厅、卡西欧计算机和东芝参加的灯塔子项目”的一环实施的。A ltd ri j i J u屯丄乜口!1竹下林水勺矢 口r 矛!

26、1用 丢幅梧自勺 占左耐h心伍【LED术语】LED前照灯(LED headlampr)指采用白色LED的汽车前照灯。丰田在 2007年5月17日发布的最高级混合动力车雷克萨斯LS600h ”上全球首次配备了白色发光二极管(LED前照灯。寿命长达 1万小时，点亮所需时间不超过 0.1秒。功耗比HID灯的普及产品要低，与HID灯高端产品相当，今后如进一步改进，功耗预计会更低。提高亮度，降低功耗白色LED技术进步显著，目前已经有超过荧光灯和HID灯，发光效率达到100lm/W的产品面世。单个白色LED的光通量达到100lm以上的产品也不断涌现，在照明领域的应用正在 加速推进。雷克萨斯 LS600h的

27、汽车前照灯采用了 5个光通量为4001m的白色LED,实现了 辅灯(Low Beam)所必须的亮度。产品由小丝制作所开发。【LED术语】荧光灯型 LED （LED light bar ）旨在取代荧光灯的直线形LED照明器具。许多新涉足LED照明市场的企业都上市了荧光灯型产品。荧光灯型 LED照明器具依其安装方法可分为3种，分别为（1）卸下原有的镇流器及逆变器，置换为专用转换器的款式；（2）取下原有的镇流器及逆变器，直接连线的款式；（3）无需取下原有的镇流器及逆变器，直接安装使用的款式。（1）和（2）需要拥有专业资格的人员进行电气施工。（2 ）中，逆变器内置在直管内的发光部的背面。（3）虽无需施

28、工即可轻松安装，但由于镇流器和逆变器会造成电力损失，因 此综合效率不佳。在节能方面，荧光灯型LED的综合效率还不及 HF型荧光灯。美国能源部（Department of Energy， DOE 根据 CALiPER（ commercially available LED product evaluation and reporting ）这一产品评测程序评测了LED照明产品的性能，得出的结论是 性能尚不足以作为代替荧光灯的产品”。日本灯泡工业会也在 2009年7月公布了对日本国内上市产品进行的 评测结果。表示就节能性能来说，荧光灯型LED还无法看作是可代替荧光灯的光源。在安全性方面，荧光灯型LED的重量超过了 JIS的容许范围，因此存在受到冲击和振动等时的脱落 之忧。然而即使荧光灯型 LED在效率和质量方面还不能取代荧光灯，但存在便利使用的需求，因此有观点认为该产品能够在市场上占据一席之地。too60JtQSkO円JTOO ooo400證OOn OO丁 011 I ia.bFRfif*LlllMXll【LED术语】LED灯泡