簡述LED發光(guāng)原理

LED發光(guāng)原理：

發光(guāng)二極體是一(yī)種将電流順向通(tōng)到半導體p-n結處而發光(guāng)的器件，通(tōng)常采用雙異質結和(hé)量子阱結構。1962年(nián)GE（General Electric）公司用GaAsP首次将紅(hóng)色LED商品化。最初的紅(hóng)色LED的光(guāng)通(tōng)量為(wèi)0.1lm/W，約是普通(tōng)燈光(guāng)的1/150，其發光(guāng)效率大約每10年(nián)提高一(yī)個數(shù)量級。最近，藍(lán)色、綠(lǜ)色LED已實用化，其發光(guāng)強度超過AlGaAs類紅(hóng)色LED。

這(zhè)種LED采用氮化物(wù)半導體（InGaN混晶）作(zuò)活性（發光(guāng)）層的量子阱結構，其發光(guāng)強度超過10cd，量子效率超過20%。此外(wài)，還開(kāi)發了(le)外(wài)部量子效率超過50%的AIInGaP紅(hóng)色LED（630nm）和(hé)琥珀--LED（595nm）。InGaN綠(lǜ)色、藍(lán)色LED的量子效率也接近上(shàng)述值。

坎德拉（cd）是發光(guāng)強度的單位，用以表示可(kě)見(jiàn)光(guāng)LED發光(guāng)強度的指标。發光(guāng)強度I可(kě)用光(guāng)通(tōng)量Φ和(hé)立體角Ω表示。I=dΦ/dΩ[cd]Φ=Km∫V（λ）Pλdλ[lm]其中，Km為(wèi)在波長(cháng)555nm範圍內(nèi)的最大可(kě)見(jiàn)度（683nm），綠(lǜ)色對人(rén)眼是最亮的。V（λ）是在波長(cháng)為(wèi)λ時(shí)的相對可(kě)見(jiàn)度[V(555nm)=1],Pλ為(wèi)光(guāng)譜輻射通(tōng)量。

白光(guāng)LED發光(guāng)原理：

是一(yī)種由InGaN藍(lán)色LED和(hé)螢光(guāng)體組成的新型LED。在藍(lán)色LED芯片上(shàng)塗敷螢光(guāng)體，最後用環氧樹(shù)脂将芯片周圍密封。兩種方式（單芯片型和(hé)多芯片型）可(kě)得到色調效果好（Ra 85）的白光(guāng)。一(yī)是同時(shí)點亮紅(hóng)色、綠(lǜ)色、藍(lán)色（R.G.B）或藍(lán)綠(lǜ)色和(hé)黃(huáng)橙色2、3種LED；二是用輻射藍(lán)色或紫外(wài)LED作(zuò)激勵光(guāng)源激勵螢光(guāng)體的方式。第一(yī)種方式不僅在LED的驅動電壓或發光(guāng)輸出上(shàng)有缺陷，而且在溫度特徴或器件壽命上(shàng)也存在問(wèn)題，因此距實用化還有一(yī)段距離。第二種方式則用一(yī)個器件即可(kě)，驅動電路，易于設計。

白光(guāng)LED有三種激勵方式：

1.用藍(lán)色LED激勵發黃(huáng)光(guāng)的螢光(guāng)體。這(zhè)種白光(guāng)構就是将藍(lán)光(guāng)LED與YAG螢光(guāng)物(wù)質放在一(yī)起，用藍(lán)光(guāng)激發螢光(guāng)物(wù)質，這(zhè)樣它發出的光(guāng)譜就是白光(guāng)。在這(zhè)方面日亞化學公司擁有世界性的專利。

2.用紫外(wài)LED激勵R.G.B螢光(guāng)體。激勵螢光(guāng)體的白色LED照明(míng)光(guāng)源因螢光(guāng)體組拿(ná)來不同可(kě)發射白光(guāng)以外(wài)的各種顏色的光(guāng)，因而可(kě)廣泛應用于照明(míng)。用R.G.B三基色LED開(kāi)發了(le)白色LED，現實驗室水準的發光(guāng)效率已超過50lm/W，近幾年(nián)內(nèi)可(kě)望超過100lm/W，而紅(hóng)光(guāng)部份最佳的發光(guāng)效率已超過100 lm/W。

3.利用紅(hóng)、綠(lǜ)、藍(lán)3種發光(guāng)二極體調整其個别亮度來達到白光(guāng)，一(yī)般來說，紅(hóng)、綠(lǜ)、藍(lán)的亮度比應為(wèi)3：6 ：1   ，或者隻用紅(hóng)、綠(lǜ)或藍(lán)、黃(huáng)兩顆LED調整其個别亮度來發出白光(guāng)，這(zhè)樣的白光(guāng)結構最大的缺點就是造價較高，不利于商品化發展。