(完整版)LED专业术语汇总
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LED防护等级
IP(INGRESS PROTECTION)防护等级系统是由IEC(INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION)所起草。将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具,人的手指等均不可接触到电器内之带电部分,以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成,第1个数字表示灯具离尘、防止外物侵入的等级,第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度,数字越大表示其防护等级越高
【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(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、色温较低的照明器具。
【LED术语】光效下降现象(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 Lighting)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 Semiconductors 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时明显出现光效下降现象的电流和功率的领域扩大约3倍。
【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30~50%。
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)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10~15%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。
【LED术语】发光效率(luminous efficacy)
评测光源效率的指标,用光源发出的光通量(lm)与向光源输入的电力(W)之比表示。单位为lm/W。
最近,白色LED的发光效率超过了100lm/W。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100lm/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MOCVD结晶成长技术等。
从2004年开始,发光效率以每年10~20lm/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。
【LED术语】外延生长(epitaxial growth)
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。包括在基片上与气体发生反应以积累结晶层的VPE (气相生长)法、以及与溶液相互接触以生长结晶相的LPE(液相生长)法等。
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。MOCVD采用有机金属气体等作为原料。