領(lǐng)域、黃色領(lǐng)域和紅色領(lǐng)域有三個峰值，甚至還會出現(xiàn)更多的峰值。這是因為，白色LED的白色光是組合了多個波長的光獲得的。例如，組合藍色LED和黃色熒光體時，峰值在藍色領(lǐng)域和黃色領(lǐng)域出現(xiàn)。另外，基于藍色LED的發(fā)光強度的峰值較尖，而基于熒光體的峰值較為平緩。
將LED用于液晶面板背照燈時，理想的情況是LED的光譜在紅色、綠色和藍色三個領(lǐng)域出現(xiàn)發(fā)光強度的峰值。這是因為LED的光終將經(jīng)由液晶面板的彩色濾光片（紅色、綠色、藍色）輸出到外部。
獲得三個發(fā)光強度的峰值時，有使用紅色、綠色和藍色三種LED的方法，以及通過改進熒光體材料、使用可獲得三個峰值的白色LED的方法。
發(fā)光光譜有很大不同
藍色LED和YAG類熒光體、藍色LED和ZnSe單結(jié)晶底板的發(fā)光、紫外LED和RGB熒光體等白色LED的發(fā)光光譜與熒光燈和自然光的比較。雖然都是白色，但發(fā)光光譜大為不同。
另一方面，LED用于普通的照明器具時，光譜廣泛分布在可視光領(lǐng)域的白色LED較受歡迎。原因是接近自然光，即太陽光的光譜的光線照射物體時，物體的顏色與照射自然光時接近的緣故。LED燈可用于照明，亦可用于干燥箱的儀表數(shù)碼管顯示。
光通量、光強、亮度和照度
光通量是表示光源整體亮度的指標。單位為lm（流明）。在表示照明光源的明亮程度時經(jīng)常使用。是參考人眼的靈敏度（視覺靈敏度）來表示光源放射光亮度的物理量。具體數(shù)值為各向同性的發(fā)光強度為1cd（堪德拉）的光源在1sr（立體弧度）的立體角內(nèi)放射的光通量為1lm。此處的sr為立體角的單位，表示從球面向球心截取的面積為半徑（r）的2次方（r2）的圓錐體的頂角。
光強是表示光通量立體角密度的指標。單位為cd。多在表示顯示用LED等的眩光時使用。其定義為：發(fā)射540×1012Hz（波長555nm）頻率單色光，在指定方向的光線發(fā)射強度為1/683W/sr的光源，在該方向的光強定義為1cd。
亮度是表示從光源及反射面和透射面等二次光源向觀測者發(fā)出的光的強度指標。單位為cd/m2。與光通量一樣，是結(jié)合人眼的靈敏度表示的物理量。大多在表示液晶面板和PDP等顯示器畫面的亮度時使用。
照度是表示照射到平面上的光的亮度指標。單位為lx（勒克司），有時也標記為lm/m2。是指光源射向平面狀物體的光通量中，每單位面積的光通量。用于比較照明器具照射到平面上的明亮程度。
光通量與照度和光強的關(guān)系
光通量、光強、亮度和照度的關(guān)系簡單歸納如下：光通量除以單位立體角等于光強；光通量除以單位面積等于照度，光強除以單位面積等于亮度。
發(fā)光效率（luminous efficacy）
評測光源效率的指標，用光源發(fā)出的光通量（lm）與向光源輸入的電力（W）之比表示。單位為lm/W。
發(fā)光效率只表示光源的效率，與將光源安裝到照明器具上后器具的整體效率（綜合效率）是不同的概念。
在發(fā)光層產(chǎn)生的光子的一部分或在LED芯片內(nèi)被吸收，或在LED芯片內(nèi)不停地反射，出不了LED芯片。因此，外部量子效率比內(nèi)部量子效率要低。發(fā)光效率為100lm/W的白色LED，其輸入電力只有32％作為光能輸出到了外部。剩余的68％轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?/FONT>
發(fā)光效率是將外部量子效率用視覺靈敏度（人眼對光的靈敏度）來表示的數(shù)值。外部量子效率是發(fā)射到LED芯片和封裝外的光子個數(shù)相對于流經(jīng)LED的電子個數(shù)（電流）所占的比例。組合使用藍色LED芯片和熒光體的白色LED的外部量子效率，是相對于內(nèi)部量子效率（在LED芯片發(fā)光層內(nèi)發(fā)生的光子個數(shù)占流經(jīng)LED芯片的電子個數(shù)（電流）的比例）、芯片的光取出效率（將所發(fā)的光取出到LED芯片之外的比例）、熒光體的轉(zhuǎn)換效率（芯片發(fā)出的光照到熒光體上轉(zhuǎn)換為不同波長的比例）以及封裝的光取出效率（由LED和熒光體發(fā)射到封裝外的光線比例）的乘積決定。
發(fā)光效率在2003年之前一直以每年數(shù)lm/W的速度緩慢提高。在提高發(fā)光效率時，初未改變熒光體和封裝，而是致力于改進芯片技術(shù)。具體而言，進行了諸如改善藍色LED芯片所使用的GaN類半導體結(jié)晶的MOCVD結(jié)晶成長技術(shù)等。
從2004年開始，發(fā)光效率以每年10～20lm/W的速度提高。由此，從2004年的50lm/W到2008年的100lm/W，4年間提高了50lm/W。這種速度的實現(xiàn)，借助了將原來聚集于成膜技術(shù)的芯片技術(shù)改進擴展至了整個LED制造工藝那樣的重大調(diào)整。另外，除了改進芯片技術(shù)外，還開始對熒光體進行改善。
68％為熱損失
對發(fā)光效率為100lm/W的白色LED的能源轉(zhuǎn)換進行模擬的結(jié)果。白色LED實現(xiàn)了與熒光燈同等以上的發(fā)光效率，但只有輸入電力的32％能作為光能輸出到外部。剩余的68％轉(zhuǎn)變?yōu)榱藷崮堋Ｔ撃M為向直徑5mm的炮彈型白色LED輸入62mW電力時的結(jié)果。白色LED是通過組合使用藍色LED芯片和黃色熒光體獲得的。
今后，各LED廠商擬將把2008年實現(xiàn)的100lm/W發(fā)光效率，提高至2010年的140～170lm，2011年提高至150～200lm/W。也是說，在發(fā)光效率上領(lǐng)先于新加入進來的廠商的LED廠的目標是，平均每年提高30lm/W以上，3年提高100lm/W。LED的發(fā)光效率的上限被認為是250lm/W左右，各LED廠商正在挑戰(zhàn)能以何種程度逼近上限。
為挑戰(zhàn)該上限，LED廠商正在全面導入新的芯片技術(shù)、熒光體技術(shù)以及封裝技術(shù)。芯片技術(shù)方面，將繼續(xù)提高內(nèi)部量子效率和光取出效率。熒光體方面，除了提高變換效率外，還要采取措施降低因熒光體散射造成的衰減。封裝技術(shù)方面，要改善材料和構(gòu)造，以提高光取出效率。
色溫（color temperature）
指用黑體（理論上可完全吸收外來光的虛擬物體）的溫度表示光的顏色的數(shù)值。單位為K（開爾文）。黑體發(fā)出光的波長分布（色調(diào)）因溫度而異。色溫常用于表示熒光燈和白色LED的光色，及顯示器可顯示的白色的程度。一般來說，色溫低時看上去發(fā)紅，色溫高時發(fā)青……
以白色LED為例，結(jié)合使用藍色LED芯片和黃色熒光體的一般品種（平均演色性指數(shù)Ra為70以上）多為色溫在6000K以上的晝光色，而追加紅色熒光體等紅色光的燈泡色LED的色溫多在3000K以下。改進與藍色LED芯片組合的熒光體的光色，還可獲得4000K以上和5000K以上等色溫。色溫可依照明器具的設(shè)置場所分別使用。例如，辦公室等好設(shè)置與太陽光接近、色溫較高的照明器具，而一般家庭和飯店等大多喜歡采用與白熾燈接近、色溫較低的照明器具。
指用黑體（理論上可完全吸收外來光的虛擬物體）的溫度表示光的顏色的數(shù)值。單位為K（開爾文）。黑體發(fā)出光的波長分布（色調(diào)）因溫度而異。色溫常用于表示熒光燈和白色LED的光色，及顯示器可顯示的白色的程度。一般來說，色溫低時看上去發(fā)紅，色溫高時發(fā)青。
照度和色溫的變化
近，按照內(nèi)的時間變化及季節(jié)進行調(diào)光的產(chǎn)品已實現(xiàn)。例如，日本岡村制作所上市了使用LED進行細微調(diào)整的照明系統(tǒng)。特點是具有可隨著人體生物鐘按照約周期有規(guī)律地改變照度和色溫的功能。預設(shè)了調(diào)光程序，對1年中每，可按照時間和季節(jié)的變化，使照度在400～800lx范圍內(nèi)分5個階段、色溫在3000～5000K范圍內(nèi)分5個階段而變化。這樣便可按照人們早上醒來、白天活動、夜晚睡眠的自然環(huán)境進行周期性調(diào)光。人們有了更加舒適的光照環(huán)境，能夠更有效地工作。
演色性（color rendition）
指利用照明器具的光照射物體時，反映以何種程度再現(xiàn)了與自然光照射時相同顏色的指標。一般情況下，多使用平均演色性指數(shù)（Ra）來表示。平均演色性指數(shù)越接近100的光源，越能再現(xiàn)與自然光照射時相同的顏色。作為照明用途，普通家庭和辦公室室內(nèi)使用的照明器具的Ra為80以上、走廊等為70以上；美術(shù)館、物品檢驗以及店鋪等注重演色性的用途，大多在90以上。
用于照明的白色LED，大體分為低Ra和高Ra品種。演色性與發(fā)光效率具有此消彼長的關(guān)系，優(yōu)先考慮演色性，發(fā)光效率會降低20～30％。為此，出現(xiàn)了發(fā)光效率優(yōu)先和演色性優(yōu)先的不同品種。演色性高的光，其光譜接近自然光。也是說，發(fā)光強度相對于發(fā)光波長的變化較小；而發(fā)光效率高的光，在人眼視覺靈敏度（人眼對光的靈敏度）高的領(lǐng)域（550nm附近的峰值），其發(fā)光峰值較大。
例如，組合藍色LED芯片和黃色熒光體得到的疑似白光的普通白色LED，其Ra只有70多。在其中添加紅色熒光體等即可將Ra提高到80以上。Ra超過90的白色LED則是出于使發(fā)光光譜的變化更加平滑的目的，而對藍色LED組合使用了綠色熒光體和紅色熒光體等。此外，對近紫外LED組合使用紅色、綠色和藍色等多種熒光體，可獲得Ra超過90的白色LED。
高效率、高演色LED
目前使用藍寶石底板的藍色LED和黃色熒光體等白色LED封裝是主流，但三菱化學計劃通過組合采用m面-GaN底板的近紫外LED和紅/綠/藍色（RGB）熒光體來實現(xiàn)高效率、高演色的LED。
Ra是對普遍存在的、有代表性的8種顏色的演色性指數(shù)（將待評測照明光源照射物體時的顏色與基準光源照射時的顏色相比較的值）的平均值。計算演色性指數(shù)的8種代表性顏色為：暗灰色、暗黃色、深黃綠色、黃綠色、淡藍綠色、淡藍色、淡紫色、紅紫色。
調(diào)光（dimming）
將光源發(fā)出的光調(diào)節(jié)為希望的亮度的做法。LED與白熾燈一樣，比熒光管更容易進行微細調(diào)光。通過在點亮LED的電源電路中，改變輸入LED的電流大小和占空比（導通時間與截至時間之比）來調(diào)節(jié)亮度。
液晶面板的LED背照燈的調(diào)光是指，整體調(diào)節(jié)LED背照燈的發(fā)光，或者對背照燈進行部分控制。通過根據(jù)液晶面板顯示的影像控制LED的發(fā)光，能夠在確保峰值亮度的同時，降低較暗部分的亮度。例如，東芝的“CELL REGZA 55X1”液晶電視配備了直下型白色LED背照燈。針對輸入影像對512個領(lǐng)域（16×32）的LED發(fā)光情況分別進行控制。通過使領(lǐng)域內(nèi)配備的多個白色LED以大亮度發(fā)光，峰值亮度實現(xiàn)了1250cd/m2，影像顯示時的對比度實現(xiàn)了500萬比1。
如同利用滑線電阻調(diào)壓器調(diào)節(jié)白熾燈亮度一樣，LED照明也能實現(xiàn)所希望的亮度，目前已經(jīng)開發(fā)出了具備調(diào)光功能的產(chǎn)品。除了埋入天花板等的LED照明器具外，LED燈泡中也有利用遙控器進行調(diào)光的產(chǎn)品。組合使用光傳感器，根據(jù)外光的亮度自動調(diào)光的LED照明器具也已經(jīng)面世。 |
