赛时达:为你揭秘!液晶屏LED灯发光原理，并浅谈LED灯珠波长对暗示屏影响-天涯论坛

f9yx0du 发表于 2024-8-9 16:47:01

赛时达:为你揭秘!液晶屏LED灯发光原理，并浅谈LED灯珠波长对暗示屏影响

LED是一种半导体，通电即会发光。做为一种广受瞩目的发光安装，因其卓越的特性，如高能效、环保、长寿命等，而作为新型光源的主流。
接下来，让咱们简要探讨LED的发光机制：
LED是“Light Emitting Diode”的缩写，中文即发光二极管，由镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等化合物制成。
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1、LED灯发光原理
LED是一种能够将电能转换为光能的固态半导体器件，能直接把电转化为光。
半导体晶片由两部分构成。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，在这边重点是电子。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。
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当电流经过导线功效于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，N型半导身体的电子与P型半导身体的空穴在发光层剧烈地碰撞复合产生光子，而后就会以光子的形式发出能量(即大众看见的光)。这便是LED灯发光的原理。
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而光的波长亦便是光的颜色，是由于形成P-N结的材料决定的区别材料的半导体会产生区别颜色的光色，如红光、绿光、蓝光等等。然则，到日前为止还无任何一种半导体材料能发出白色的光，咱们运用最多还是发蓝光LED。
蓝光LED转变为白光LED，最大的原由在于晶片中多了一层荧光粉。蓝光LED基片安装在反射腔中，覆盖以混有荧光粉树脂薄层，约200-500nm。
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所产生的蓝光有一部分会直接穿过荧光涂层直接发射出去;剩下的一部分会打在荧光涂层上并与之功效产生黄色光子。蓝色光子与黄色光子一起功效(混合)就产生了白光。
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LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，能够得到白光。经过改变荧光粉的化学构成和调节荧光粉层的厚度，能够得到色温3500-10000K的各色白光。倘若蓝光的占比多一点，则产生高色温的白光;相反，倘若黄光占比多一点，则产生色温较低的白光。这种经过蓝光得到白光的办法，构造简单、成本优惠、技术成熟度高，因此呢运用最多。
2、LED发光波长
波长：光的色彩强弱变化，是能够经过数据来描述，这种数据叫波长。咱们能见到的光的波长，范围在380至780nm之间。单位：纳米(nm)
有时咱们在看数据时候，可能会发掘有两种区别的波长参数：“峰值波长”和 “主波长” 。
例如，当电流为20mA的时候，APT1608SURCK峰值波长为645nm，主波长为630nm
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发光峰值波长LED 所发的光并非单一波长，无论用什么材料制成的LED，其光谱分布曲线都有一个相对光强度最强处(光输出最大)，与之相对应有一个波长，此波长叫做峰值波长，用λP暗示。由图可知白光LED是蓝光与黄光的混合光。
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峰值波长 λP(Peak Wavelength ) : 定义为光谱辐射功率最大处所对应的波长。简单的说便是它不表率人肉眼能看到的波长而是光学检测器能看到的波长。
主波长主波长 λD(Dominant Wavelength)：眼睛能看到光源发出的重点光的颜色所对应的波长为主波长;一般看到的一束光，它并非是单一波长的光，它是由于非常多波长的光组合而成的。咱们人眼感受到的是各波长功效的综合结果，感觉它对应于一个单一波长的光，这个波长值便是主波长λD。
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通常来讲，这两个参数并无太大的区别，但在运用这两个参数进行选料时能够思虑咱们的应用。例如:
倘若LED用于光学仪器并且设备用于识别波长，则应运用峰值波长进行LED选料。
倘若LED用于为表示器供给背光或以其他方式照亮或指示操作人员的某些内容，则应运用主波长进行LED选料。
3、LED灯珠产生区别颜色的光
LED都能够发出特定波长的光，从而产生区别的颜色。
平常颜色的LED：
红色LED：这类LED一般采用镓砷化铝(AlGaAs)或镓砷化磷(GaAsP)等材料，经过电子跃迁发射红色光。
绿色LED： 绿色LED运用氮化镓(GaN)材料，产生绿色光。
蓝色LED：蓝色LED则运用铟镓氮化物(InGaN)材料，产生蓝色光。白色LED：白色LED一般是经过在蓝色LED上添加荧光粉层实现的。蓝色LED激发荧光粉发射黄色光，组合后产生白色光。
<img src="//q0.itc.cn/images01/20240517/7a49432c21a44e45855e28cf0da3726c.jpeg" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;">▲波长范围，颜色标记按照文献区别略有差异
除了半导体材料的选取，LED的发光颜色还能够经过掺杂区别的杂质或经过区别的结构设计来实现。例如，改变掺杂物的类型和浓度能够调节半导体的电子能级结构，从而影响光的发射波长。
另外，改变LED的结构和层次布局亦能够影响光的发射特性。
4、LED的优点
以下是LED的有些明显优点，使其作为发出区别颜色光的理想选取：
有效能：LED拥有卓越的能源效率，能够将大部分电能转化为光能，而不是热量。这有助于减少能源浪费和降低电费成本。
长寿命：LED的寿命一般远远超过传统光源，能够达到数万小时，乃至更长。这减少了更换灯泡的频率，减少了守护成本。
快速响应：LED能够快速启动和熄灭，无需预热时间，适用于必须即时亮度的应用。
可控性：LED能够经过调节电流来调节亮度，还能够运用PWM(脉冲宽度调制)来实现灯光的无级调节，从而供给各样光照效果。
综上所述，LED之因此能够发出区别颜色的光，是由于它们依赖于区别类型的半导体材料和电子跃迁原理。
而其有效能、长寿命和可控性等优点使LED作为了现代照明和表示技术的首选，为咱们的生活带来了更加多的便利和可连续性。无论是在家庭照明、电视电脑屏幕还是汽车前照灯中，LED都已然作为不可或缺的一部分。
5、LED灯珠波长对屏幕表示效果影响
1、先看分辨率、对比度和清晰度的描述
分辨率是对空间细节分辨的能力，分辨率越高图像就越清晰细腻，倘若能把相邻相近非常近的线条掰开，咱们就说图像的分辨率高。
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对比度指的是的画面的明暗反差程度，增多对比度，画面中亮的地区会更亮，暗的地区会更暗，明暗反差加强。
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锐度只功效于物体的边缘，但原理区别，重点是经过在边缘增多黑白相间的高对比线条“隔离带”，并不是渐变的，而是两边明暗反差非常分明的，影响范围少于清晰度，让边缘看起来更加锐利。
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清晰度相当于让边缘的一边加上一根白色渐变条，暗的一边加上一根黑色渐变条，从而让物体轮廓和细节纹理更加清晰。
因此清晰度会增多边缘周边的反差，让物体轮廓更清晰，远离轮廓线的地区，明暗基本保持原来的状态。清晰度=锐度+分辨率。分辨率决定了能分辨出相邻多近的细节，锐度决定了细节边缘的锐利程度。
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2、LED波长与屏幕分辨率、对比度和清晰度的关系
一切影响光学系统的分辨率的原因都源自于衍射效应。当光波经过拥有必定狭缝或孔径的阻碍物时，均会出现衍射现象。
衍射现象可描述为一个无限小的物点经光学系统或狭缝等阻碍物影像时将产生一个弥散光斑。对圆形孔径阻碍物而言，按照瑞利判据，当物方上的两点逐步靠近至某一最小距离时，像方上对应的像点将不可分辨(变现为两个弥散的光斑交叠在一块)。
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上图中(a)为物，(b)(c)为物经圆形孔径后所成的像【(b)暗示长波照射下所成的像，(c)暗示短波照射下所成的像】
衍射出现的要求为波长λ比阻碍物的尺寸D大或相差不多。
波长越大，衍射效应越显著，对应产生的弥散光斑就越大，像就越模糊，对应的系统分辨率就越低;
相反，波长越小，衍射效应越不显著，对应产生的弥散光斑就越小，像就越清晰，对应系统的分辨率亦就越高。
接下来咱们以半导体制成工艺为例介绍波长对光学系统分辨率的影响。由下图可见，清晰的物(掩膜)经光学系统成在晶圆(像面)上的像将在必定程度上变得模糊(表现为对比度的下降)。
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按照瑞利判据，照射波长越小，对应晶圆上的艾里斑就越小，这般像的分辨率(分辨率一般以每毫米最多可分辨的线条数来暗示(单位为lp/mm:毫米每线对))和对比度就越高，即系统影像的清晰度提高了，这般一来，掩膜版的图形就可近以完美的刻在硅片上。
半导体低纳米制成工艺一般需求更短的光波长，由于仅有这般才能够在晶圆上刻制出和掩膜版近似同样的图形(纳米尺度上)。
从以上的讨论中能够晓得，照射波长越小，对应像的对比度和分辨率就越高，即像的清晰度加强了，能够简单理解为像的清晰度=分辨率+对比度。
3、同角点区别波段问题
每一个角点所对应的波长都不是一个确定的值，生产中难免会有波动，因此每一个角点又细分为四个波段，每一个波段的长度大约为2nm上下。在制作背光时要加以区分，否则后期可能会显现同色异谱的现象。
什么是同色异谱?两个有色样品在某一个相同光源下似乎是相同的颜色，但在另一一个相同的光源下似乎是区别的颜色，如下图，这种现象便是同色异谱。
从以上可知LED是一种有效能、环保、长寿命的发光安装，其发光原理基于半导体材料将电能转换为光能。LED可发出区别颜色光，波长决定光色，蓝光LED结合荧光粉可产生白光，被广泛应用于照明、表示等行业。
LED波长影响屏幕表示效果，波长越小，分辨率和对比度越高。随着技术的持续发展，能够实现更加精细的屏幕表示效果，给咱们的生活带来了无限色彩和可能。<a style="color: black;">返回外链论坛：www.fok120.com，查看更加多</a>

责任编辑：网友投稿

流星的美 发表于 2024-8-25 06:58:04

“BS”（鄙视的缩写）‌

vixf 发表于 2024-8-28 07:02:26

你的话深深触动了我，仿佛说出了我心里的声音。

1fy07h 发表于 2024-8-30 16:06:00

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情迷布拉格 发表于 2024-9-7 22:28:12

你的见解真是独到，让我受益匪浅。

1fy07h 发表于 2024-10-19 02:09:51

期待楼主的下一次分享！”

wrjc1hod 发表于 2024-10-31 10:58:34

你的见解独到，让我受益匪浅，非常感谢。

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