led 的發(fā)光顏色和發(fā)光效率與制作LED的材料和制程有關(guān),，目前廣泛使用的有紅,、綠、藍(lán)三種,。由于LED工作電壓低（僅1.5-3V）,，能主動發(fā)光且有一定亮度，亮度又能用電壓（或電流）調(diào)節(jié),，本身又耐沖擊,、抗振動、壽命長（10萬小時）,。制造LED的材料不同,，可以產(chǎn)生具有不同能量的光子，藉此可以控制 LED所發(fā)出光的波長,，也就是光譜或顏色,。

　　史上第一個LED所使用的材料是砷(As)化鎵(Ga) ，其正向PN結(jié)壓降(VF,，可以理解為點亮或工作電壓)為1.424V,，發(fā)出的光線為紅外光譜。另一種常用的LED材料為磷(P)化鎵(Ga),，其正向PN結(jié)壓降為2.261V,，發(fā)出的光線為綠光。

　　基于這兩種材料,，早期 LED工業(yè)運用GaAs1-xPx材枓結(jié)構(gòu),，理論上可以生產(chǎn)從紅外光一直到綠光范圍內(nèi)任何波長的LED，下標(biāo)X代表磷元素取代砷元素的百分比,。一般通過 PN結(jié)壓降可以確定LED的波長顏色,。其中典型的有GaAs0.6P0.4 的紅光LED，GaAs0.35P0.65的橙光LED,，GaAs0.14P0.86的黃光 LED等,。由于制造采用了鎵、砷,、磷三種元素,，所以俗稱這些LED為三元素發(fā)光管,。

　　而GaN（氮化鎵）的藍(lán)光 LED 、GaP 的綠光 LED和GaAs紅外光LED,，被稱為二元素發(fā)光管,。而目前最新的制程是用混合鋁(Al)、鈣(Ca) ,、銦(In)和氮(N)四種元素的AlGaInN 的四元素材料制造的四元素LED，可以涵蓋所有可見光以及部份紫外光的光譜范圍,。

　　發(fā)光強度：發(fā)光強度的衡量單位有照度單位（勒克司Lux）,、光通量單位（流明Lumen）、發(fā)光強度單位（燭光　Candle power） 1CD（燭光）指完全輻射的物體,，在白金凝固點溫度下,，每六十分之一平方公分面積的發(fā)光強度。（以前指直徑為2.2公分,，品質(zhì)為75.5克的鯨油燭,，每小時燃燒7.78克，火焰高度為4.5公分,，沿水準(zhǔn)方向的發(fā)光強度） 1L（流明）指1 CD燭光照射在距離為1公分,，面積為1平方公分的平面上的光通量。

　　1Lux （勒克司）指1L的光通量均勻地分布在1平方公尺面積上的照度,。一般主動發(fā)光體采用發(fā)光強度單位燭光　CD,，如白熾燈、LED等,；反射或穿透型的物體采用光通量單位流明L,，如LCD投影機等；而照度單位勒克司Lux,，一般用于攝影等領(lǐng)域,。三種衡量單位在數(shù)值上是等效的，但需要從不同的角度去理解,。比如：如果說一部LCD投影機的亮度（光通量）為1600流明,，其投影到全反射螢?zāi)坏某叽鐬?0英寸（1平方公尺），則其照度為1600勒克司,，假設(shè)其出光口距光源1公分,，出光口面積為1平方公分，則出光口的發(fā)光強度為1600CD,。而真正的LCD投影機由于光傳播的損耗,、反射或透光膜的損耗和光線分布不均勻，亮度將大打折扣,，一般有50％的效率就很好了,。

　　實際使用中,，光強計算常常采用比較容易測繪的資料單位或變向使用。對于LED螢?zāi)贿@種主動發(fā)光體一般采用CD／平方公尺作為發(fā)光強度單位,，并配合觀察角度為輔助參數(shù),，其等效于屏體表面的照度單位勒克司；將此數(shù)值與屏體有效顯示面積相乘,，得到整個屏體的在最佳視角上的發(fā)光強度,，假設(shè)屏體中每個圖元的發(fā)光強度在相應(yīng)空間內(nèi)恒定，則此數(shù)值可被認(rèn)為也是整個屏體的光通量,。一般室外LED螢?zāi)豁氝_(dá)到 4000CD／平方公尺以上的亮度才可在日光下有比較理想的顯示效果,。普通室內(nèi)LED，最大亮度在700～2000 CD／平方公尺左右,。

　　單個LED的發(fā)光強度以CD為單位,，同時配有視角參數(shù)，發(fā)光強度與LED的色彩沒有關(guān)系,。單管的發(fā)光強度從幾個mCD到5000mCD不等,。LED生產(chǎn)廠商所給出的發(fā)光強度指LED在20mA電流下點亮，最佳視角上及中心位置上發(fā)光強度最大的點,。封裝LED時頂部透鏡的形狀和LED晶片距頂部透鏡的位置決定了LED視角和光強分布,。一般來說相同的LED視角越大，最大發(fā)光強度越小,，但在整個立體半球面上累計的光通量不變,。當(dāng)多個LED較緊密規(guī)則排放，其發(fā)光球面相互疊加,，導(dǎo)致整個發(fā)光平面發(fā)光強度分布比較均勻,。

　　在計算螢?zāi)话l(fā)光強度時，需根據(jù)LED視角和LED的排放密度,，將廠商提供的最大點發(fā)光強度值乘以30％～90％不等,，作為單管平均發(fā)光強度。一般LED的發(fā)光壽命很長,，生產(chǎn)廠家一般都標(biāo)明為100,，000小時以上，實際還應(yīng)注意 LED的亮度衰減周期,，如大部分用于汽車尾燈的UR紅管點亮十幾至幾十小時后,，亮度就只有原來的一半了。

　　亮度衰減周期與LED生產(chǎn)的材料制程有很大關(guān)系,，一般在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下應(yīng)選用亮度衰減較緩慢的四元素LED,。配色、白平衡：白色是紅綠藍(lán)三色按亮度比例混合而成,，當(dāng)光線中綠色的亮度為69%,，紅色的亮度為21％,，藍(lán)色的亮度為10％時，混色后人眼感覺到的是純白色,。但LED紅綠藍(lán)三色的色品座標(biāo)因制程過程等原因無法達(dá)到全色譜的效果,，而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，稱為配色,。當(dāng)為全彩色LED螢?zāi)贿M(jìn)行配色前,，為了達(dá)到最佳亮度和最低的成本，應(yīng)盡量選擇三原色發(fā)光強度成大致為3:6:1比例的LED器件組成圖素,。

　　白平衡要求三種原色在相同的調(diào)灰值下合成的仍舊為純正的白色,。原色、基色：原色指能合成各種顏色的基本顏色,。色光中的原色為紅、綠,、藍(lán),，下圖為光譜表，表中的三個頂點為理想的原色波長,。如果原色有偏差,，則可合成顏色的區(qū)域會減小，光譜表中的三角形會縮小,，從視覺角度來看,，色彩不僅會有偏差，豐富程度減少,。

　　LED發(fā)出的紅,、綠、藍(lán)光線根據(jù)其不同波長特性和大致分為紫紅,、純紅,、橙紅、橙,、橙黃,、黃、黃綠,、純綠,、翠綠、藍(lán)綠,、純藍(lán),、藍(lán)紫等，橙紅,、黃綠,、藍(lán)紫色較純紅,、純綠、純藍(lán)價格上便宜很多,。三個原色中綠色最為重要,，因為綠色占據(jù)了白色中69％的亮度，且處于色彩橫向排列表的中心,。因此在權(quán)衡顏色的純度和價格兩者之間的三基色組成方式,，在三基色設(shè)計應(yīng)用中通常是，通過調(diào)節(jié)設(shè)定LED電流來達(dá)到白平衡和最大的期望亮度值,。

　　我們一般將最簡單,、最優(yōu)化的配色方式作為，設(shè)計全彩顯示技術(shù)的顏色再現(xiàn)方法,。白平衡是檢驗顏色組成的重要標(biāo)志之一,。三基色白光一般是紅綠藍(lán)三基色按亮度比例混合而成，當(dāng)光線中綠色的亮度為69%,，紅色的亮度為21%,，藍(lán)色的亮度為10%時，混色后人眼感覺到的是純白色,。早前的CRT電視機到現(xiàn)在的LCD液晶顯示都是這樣組成的,。