LED光电参数介绍
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色域 自然界中各种实际颜色都位于这条
闭合曲线内 ，轮廓包含所有的感 知色调
CIE 1931色度图
(CIE 1931 Chromaticity Diagram ） （CIE 1931 xyY）
色品图上任给一点S，连结CS，其 延长线交光谱轨迹于O点， O点处 的波长即颜色S的主波长，决定了 颜色S的色调。
任何一个颜色都可以看作为用某一个光谱色按一定 比例与一个参照光源（如CIE标准光源A、B、C等 ，等能光源E，标准照明体D65 等）相混合而匹配 出来的颜色
相当于人眼观测到的颜色的色调（心理量） 无法唯一的表示一个颜色
峰值波长（λp ）：光谱辐射功率最大的波长。
色温、相关色温（Tc）
将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜色开始由深红浅红-橙黄-白-蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时， 我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。
白光LED及功率LED简介
黄海山 2009-3-9
主要内容
LED发光原理 芯片结构 光（色）参数 电参数 热参数 工艺 不良 应用 GR&R
LED发光原理
芯片的Biblioteka Baidu光原理
芯片的核心是PN结。通过掺杂工艺使N型区内电子很多而空穴很少，P型区 内空穴很多而电子很少。多子的扩散（浓度差导致）与少子的漂移（PN区 的内建电场作用导致）的动态平衡使得P区与N区之间形成PN结（耗尽层）
d=100mm，圆孔=100mm2 d=316mm，圆孔=100mm2
半强角(θ1/2)
发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹 角
体现LED的视角大小 与产品的封装外形、封装深度有关
色坐标（x，y）
表示CIE 1931色度图 上的一个点
CIE 1931 RGB
包含了颜色的饱和度、 色调、色温、主波长等 信息
从C到S点和O点的距离之比CS／CO 为该颜色的饱和度（纯度）。
从光谱轨迹上任一点通过C点引一 直线到达对侧光谱轨迹上的另一 点，则该直线两端的颜色互为补 色。从代表非光谱色系列的直线 上任一点P通过C点引一直线，交 光谱轨迹于Q点，Q点的颜色是P点 非光谱色的补色。非光谱色的表 示方法是在它的补色波长后加一 字母c
垂直结构
光参数
光通量（Φ） 光强（Iv） 半强角（θ1/2） 色坐标（XY） 波长（主波长λD、峰值波长λp、平均波长λ） 色温、相对色温（Tc） 显色指数（Ra） 光效
光通量（φ）
光源每秒种发出的可见光量之 和
点光源或非点光源在单位时间 内所发出的能量,其中可产生视 觉者（人能感觉出来的辐射通 量）即称为光通量
相关色温： 当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐 射的颜色接近时，黑体对应的温度就称为该光源的相对色温。
单位：开尔文（K） 色温在3300K以下，光色偏红给以温暖的感觉；有稳重的气
氛，温暖的感觉； 色温在3000--6000K为中间，人在此色调下无特别明显的视
觉心理效果，有爽快的感觉；故称为“中性”色温。 色温超过6000K，光色偏蓝，给人以清冷的感觉，
积分球内壁涂白色漫反射层，且球内壁各点漫射均匀。光源在球壁上任意 一点上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的。由积分学 原理可得，球面上任意一点的光照度为与光源光通量成正比，因此可利用 已知光通量的标准灯与被测灯进行比较得到被测灯的光通量
光强（Iv）
描述了光源在某方向上的强 度
定义为发射到单位立体角内 的光通量值
法向光强、最大光强 光强空间分布曲线：表征光
源在各个方向上的强度 单位：坎德拉（cd） 1坎德拉表示在单位立体角
内辐射出1流明的光通量
光强
LED由于其光强分布的不一致使得测试结果随测试距 离和探测器孔径变化。因此，CIE-127提出了两种推 荐测试条件使得各个LED在同一条件下进行光强测试 与评价
弧线上的各点代表纯光谱色，此弧 线称为光谱轨迹。从400纳米(紫) 到700纳米(红)的直线是光谱上没 有的紫-红颜色系列(非光谱色)。
中心点C代表白色，相当于中午太 阳光的颜色，其色品坐标为 x＝ 0.3101，y＝0.3162。
任何两种颜色混合时，混合色的颜 色点一定在前两颜色点的连线上。
当在PN结两端加上正向偏压之后， 动态平衡被破坏，电子在电场作用下 由N区注入P区，空穴由P区注入N区 ，进入对方区域的少数载流子（少子 ）与多数载流子（多子）复合 ，就
会以辐射光子的形式将多余的能量转 化为光能。
激发态，不 稳定,自发 辐射，跳回 基态，并发 光
芯片结构
横向结构 垂直结构
横向结构
自然光源（太阳、 星星、火等）的温 度特性曲线都非常 接近普朗克轨迹（ 黑体辐射轨迹）
人工光源中，只有 白炽灯与黑体加热 发光相似 ，一般使 用相关色温表征
等温线 普朗克轨迹
显色指数（Ra）
把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性 ，为了对光源的显色性进行定量的评价，引入显色指 数的概念。
波长
用于表征光的颜色 对于波长为585 nm的
光，当颜色变化大于 1nm时，人眼就可以感 觉到。而对于波长为 650 nm的红光，当颜 色变化在3nm的时候， 人眼才能察觉到。对于 波长为465 nm的蓝光 和525 nm的绿光，人 眼的分辨率分别为～2 nm和～3nm。
波长
主波长（ λD）
CIE 1931 XYZ
孟赛尔色度图
L*a*b 色空间的 色立体表示法
CIE 1976 UCS
CIE 1931色度图
(CIE 1931 Chromaticity Diagram ） （CIE 1931 xyY）
图中x坐标是红原色的比例，y坐标 是绿原色的比例，代表蓝原色的坐 标z可由x＋y＋z＝1推出
单位：流明（lm） 光通量并不等同与光功率，这
其中与光学窗口有关，也就是 人眼睛对颜色的灵敏度。人的 眼睛对555nm(绿光)灵敏度最 强，所以同样条件下绿光相比 蓝光而言具有更高的光通量。
光通量
测试方法：积分球法和变角光度计法。如图所示，现有的积分球法测LED 光通量中有两种测试结构，一种是将被测LED放置在球心，另外一种是放 在球壁。
闭合曲线内 ，轮廓包含所有的感 知色调
CIE 1931色度图
(CIE 1931 Chromaticity Diagram ） （CIE 1931 xyY）
色品图上任给一点S，连结CS，其 延长线交光谱轨迹于O点， O点处 的波长即颜色S的主波长，决定了 颜色S的色调。
任何一个颜色都可以看作为用某一个光谱色按一定 比例与一个参照光源（如CIE标准光源A、B、C等 ，等能光源E，标准照明体D65 等）相混合而匹配 出来的颜色
相当于人眼观测到的颜色的色调（心理量） 无法唯一的表示一个颜色
峰值波长（λp ）：光谱辐射功率最大的波长。
色温、相关色温（Tc）
将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜色开始由深红浅红-橙黄-白-蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时， 我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。
白光LED及功率LED简介
黄海山 2009-3-9
主要内容
LED发光原理 芯片结构 光（色）参数 电参数 热参数 工艺 不良 应用 GR&R
LED发光原理
芯片的Biblioteka Baidu光原理
芯片的核心是PN结。通过掺杂工艺使N型区内电子很多而空穴很少，P型区 内空穴很多而电子很少。多子的扩散（浓度差导致）与少子的漂移（PN区 的内建电场作用导致）的动态平衡使得P区与N区之间形成PN结（耗尽层）
d=100mm，圆孔=100mm2 d=316mm，圆孔=100mm2
半强角(θ1/2)
发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹 角
体现LED的视角大小 与产品的封装外形、封装深度有关
色坐标（x，y）
表示CIE 1931色度图 上的一个点
CIE 1931 RGB
包含了颜色的饱和度、 色调、色温、主波长等 信息
从C到S点和O点的距离之比CS／CO 为该颜色的饱和度（纯度）。
从光谱轨迹上任一点通过C点引一 直线到达对侧光谱轨迹上的另一 点，则该直线两端的颜色互为补 色。从代表非光谱色系列的直线 上任一点P通过C点引一直线，交 光谱轨迹于Q点，Q点的颜色是P点 非光谱色的补色。非光谱色的表 示方法是在它的补色波长后加一 字母c
垂直结构
光参数
光通量（Φ） 光强（Iv） 半强角（θ1/2） 色坐标（XY） 波长（主波长λD、峰值波长λp、平均波长λ） 色温、相对色温（Tc） 显色指数（Ra） 光效
光通量（φ）
光源每秒种发出的可见光量之 和
点光源或非点光源在单位时间 内所发出的能量,其中可产生视 觉者（人能感觉出来的辐射通 量）即称为光通量
相关色温： 当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐 射的颜色接近时，黑体对应的温度就称为该光源的相对色温。
单位：开尔文（K） 色温在3300K以下，光色偏红给以温暖的感觉；有稳重的气
氛，温暖的感觉； 色温在3000--6000K为中间，人在此色调下无特别明显的视
觉心理效果，有爽快的感觉；故称为“中性”色温。 色温超过6000K，光色偏蓝，给人以清冷的感觉，
积分球内壁涂白色漫反射层，且球内壁各点漫射均匀。光源在球壁上任意 一点上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的。由积分学 原理可得，球面上任意一点的光照度为与光源光通量成正比，因此可利用 已知光通量的标准灯与被测灯进行比较得到被测灯的光通量
光强（Iv）
描述了光源在某方向上的强 度
定义为发射到单位立体角内 的光通量值
法向光强、最大光强 光强空间分布曲线：表征光
源在各个方向上的强度 单位：坎德拉（cd） 1坎德拉表示在单位立体角
内辐射出1流明的光通量
光强
LED由于其光强分布的不一致使得测试结果随测试距 离和探测器孔径变化。因此，CIE-127提出了两种推 荐测试条件使得各个LED在同一条件下进行光强测试 与评价
弧线上的各点代表纯光谱色，此弧 线称为光谱轨迹。从400纳米(紫) 到700纳米(红)的直线是光谱上没 有的紫-红颜色系列(非光谱色)。
中心点C代表白色，相当于中午太 阳光的颜色，其色品坐标为 x＝ 0.3101，y＝0.3162。
任何两种颜色混合时，混合色的颜 色点一定在前两颜色点的连线上。
当在PN结两端加上正向偏压之后， 动态平衡被破坏，电子在电场作用下 由N区注入P区，空穴由P区注入N区 ，进入对方区域的少数载流子（少子 ）与多数载流子（多子）复合 ，就
会以辐射光子的形式将多余的能量转 化为光能。
激发态，不 稳定,自发 辐射，跳回 基态，并发 光
芯片结构
横向结构 垂直结构
横向结构
自然光源（太阳、 星星、火等）的温 度特性曲线都非常 接近普朗克轨迹（ 黑体辐射轨迹）
人工光源中，只有 白炽灯与黑体加热 发光相似 ，一般使 用相关色温表征
等温线 普朗克轨迹
显色指数（Ra）
把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性 ，为了对光源的显色性进行定量的评价，引入显色指 数的概念。
波长
用于表征光的颜色 对于波长为585 nm的
光，当颜色变化大于 1nm时，人眼就可以感 觉到。而对于波长为 650 nm的红光，当颜 色变化在3nm的时候， 人眼才能察觉到。对于 波长为465 nm的蓝光 和525 nm的绿光，人 眼的分辨率分别为～2 nm和～3nm。
波长
主波长（ λD）
CIE 1931 XYZ
孟赛尔色度图
L*a*b 色空间的 色立体表示法
CIE 1976 UCS
CIE 1931色度图
(CIE 1931 Chromaticity Diagram ） （CIE 1931 xyY）
图中x坐标是红原色的比例，y坐标 是绿原色的比例，代表蓝原色的坐 标z可由x＋y＋z＝1推出
单位：流明（lm） 光通量并不等同与光功率，这
其中与光学窗口有关，也就是 人眼睛对颜色的灵敏度。人的 眼睛对555nm(绿光)灵敏度最 强，所以同样条件下绿光相比 蓝光而言具有更高的光通量。
光通量
测试方法：积分球法和变角光度计法。如图所示，现有的积分球法测LED 光通量中有两种测试结构，一种是将被测LED放置在球心，另外一种是放 在球壁。