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LED發(fā)光原理：




發(fā)光二極體是一種將電流順向通到半導體p-n結處而發(fā)光的器件，通常采用雙異質結和量子阱結構。1962年GE（General Electric）公司用GaAsP首次將紅色LED商品化。最初的紅色LED的光通量為0.1lm/W，約是普通燈光的1/150，其發(fā)光效率大約每10年提高一個數量級。最近，藍色、綠色LED已實用化，其發(fā)光強度超過AlGaAs類紅色LED。




這種LED采用氮化物半導體（InGaN混晶）作活性（發(fā)光）層的量子阱結構，其發(fā)光強度超過10cd，量子效率超過20%。此外，還開發(fā)了外部量子效率超過50%的AIInGaP紅色LED（630nm）和琥珀--LED（595nm）。InGaN綠色、藍色LED的量子效率也接近上述值。




坎德拉（cd）是發(fā)光強度的單位，用以表示可見光LED發(fā)光強度的指標。發(fā)光強度I可用光通量Φ和立體角Ω表示。I=dΦ/dΩ[cd]Φ=Km∫V（λ）Pλdλ[lm]其中，Km為在波長555nm范圍內的最大可見度（683nm），綠色對人眼是最亮的。V（λ）是在波長為λ時的相對可見度[V（555nm）=1],Pλ為光譜輻射通量。




白光LED發(fā)光原理：




是一種由InGaN藍色LED和螢光體組成的新型LED。在藍色LED芯片上涂敷螢光體，最后用環(huán)氧樹脂將芯片周圍密封。兩種方式（單芯片型和多芯片型）可得到色調效果好（Ra 85）的白光。一是同時點亮紅色、綠色、藍色（R.G.B）或藍綠色和黃橙色2、3種LED；二是用輻射藍色或紫外LED作激勵光源激勵螢光體的方式。第一種方式不僅在LED的驅動電壓或發(fā)光輸出上有缺陷，而且在溫度特徴或器件壽命上也存在問題，因此距實用化還有一段距離。第二種方式則用一個器件即可，驅動電路，易于設計。




白光LED有三種激勵方式：




1.用藍色LED激勵發(fā)黃光的螢光體。這種白光構就是將藍光LED與YAG螢光物質放在一起，用藍光激發(fā)螢光物質，這樣它發(fā)出的光譜就是白光。在這方面日亞化學公司擁有世界性的專利。




2.用紫外LED激勵R.G.B螢光體。激勵螢光體的白色LED照明光源因螢光體組拿來不同可發(fā)射白光以外的各種顏色的光，因而可廣泛應用于照明。用R.G.B三基色LED開發(fā)了白色LED，現實驗室水準的發(fā)光效率已超過50lm/W，近幾年內可望超過100lm/W，而紅光部份最佳的發(fā)光效率已超過100 lm/W。