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1、 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。阳东纳谷五金电器有限公司 开发部光电组光电知识-LED 知识之一LED 灯及其发光原理一、LED 的结构及发光原理 50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于 1960 年。 LED 是英文 light emitting diode diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导 体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以 LED 的抗震性能好。 LED 结构图如下图所示发光二极管的核心部 是 p 半导体 n 半导体
2、组 的 ， p 半导体 n 半导体 在 之有一个 ， p-n 结。在 半导体材料的 PN 结 ， 的 载 子 载 子 的能 以光的 ， 电能currency1 光能。PN 结“电， 载 子fi以 ，fl不发光。 用 电致发光原理作的二极管发光二极管， LED。 它于作” （端“上电） ，电 LED 阳极 极 ，半导体 体发 到不的光线，光的 电 有。 二、LED 光源的 1. 电LED 用电源，电电在 1.5-24V 之 ，产 不 ，所以它是一个 用 电源 的电源， 用于公 所。 2. 能 能光 的 灯 80% 3. 用性 ， 个 LED 是 3-5mm 的 ，所以可以 ”的器件， 于 的环
3、14. 性10 ，光 的 50% 5. 其 灯的 ，LED 灯的纳 6. 环 有 金属汞 7. 改 电 可以 ，发光二极管便地 化学修饰法，调整材料的能带结构 带隙， 实现黄绿兰橙 发光。如 电 的 LED，随着电 的增“，可以依次 橙，黄 ，最后 绿 8. 价格LED 的价格 昂贵， 之于 灯，几只 LED 的价格可以 一只 灯的价格相， 常 组信号灯需 上 300500 只二极管构 。 三、 光 LED 的类及其发展历史 最早 用半导体 P-N 结发光原理 的 LED 光源问世于 20 世纪 60 年代 。 所用的材料是 GaAsP，发光（p=650nm） ，在驱动电 20 ，光 只有千
4、之几个 明，相 的发光 率约 0.1 明/瓦。 70 年代 期，引 素 In N， LED 产生绿光（p=555nm） ，黄光（p=590nm） 橙光（p=610nm） ，光 也提 到 1 明/瓦。 到了 80 年代 ，现了 GaAlAs 的 LED 光源， 得LED 的光 达到 10 明/瓦。 90 年代 ，发光、黄光的 GaAlInP 发绿、蓝光的 GaInN 新材料的开发 功， LED的光 得到大幅度的提 。在 2000 年，前者做 的 LED 在、橙区（p=615nm）的光 达到 100 明/瓦，后者 的 LED 在绿区域（p=530nm）的光 可以达到 50 明/瓦。 四、 光 LE
5、D 的 用 最 LED 用作仪器仪表的指示光源， 后光的 LED 在交 信号灯 大面积显示屏 得到 了广泛 用，产生了好的经济 益 社 益。以 12 英寸的交 信号灯 例，在美国本 是采用长寿命，光 的 140 瓦 灯作 光源，它产生 2000 明的 光。经滤光 后，光 损失 90%，只剩下 200 明的光。在新设计的灯 ，Lumileds 公司 公司采用了 18 个 LED 光源， ， 包括电路损失在内， 电 14 瓦，可产生样的光 。汽车信号灯也是 LED 光源 用的重要领 域。1987 年，我国开在汽车上 装 位刹车灯， 于 LED 速度快（纳） ，可以及早让尾 随车辆的司机知道行驶”况
6、， 汽车追尾事fl的发生。 另，LED 灯在室、绿、蓝 彩显示屏，匙扣 电 领域 得到了 用。 五、 光 LED 的开发 于一 明 ， 人们 需要 的光源。 1998 年发 光的LED 开发 功。 LED 是 GaN ， 结 芯 （YAG）封装在一起做 。GaN 芯发蓝光（p=465nm，Wd=30nm） 的 Ce3+的 YAG 光 蓝光 发后发黄光发 ， 550nm。 蓝光 LED 基 装在 2 ， 以 有 YAG 的树脂 ，约 200-500nm。 LED 基 发的蓝光部 光 ，另一部 蓝光 光 发的黄光 ，可以得到得 光。现在，于 InGaN/YAG LED， 改 YAG 光 的化学组
7、调 光 的度，可以得 3500-10000K 的 光。 （如 下图所示）表一了前 LED 的类及其发光原理。 前已商 化的第一产 蓝光 “上 YAG 黄 光 ，其最好的发光 率约 25 明/瓦，YAG 本公司 本公司的currency1，价格在 2000 本公司 /公“第二是本电开发以 ZnSe 材料的 光 LED，不 发光 率fi。 表 也可以看 类的 LED 光源fl不开四 光 三基 、绿、蓝 结构的黄 ， 在 看好的是三长光， 以 机 光 “ R.G.B 三 光 ， 用于封装 LED 光， 计三长 光 LED 年有商 化的机机 。 三基 光 的度要 ，性要也 ，体 用面”在之 。 表一
8、LED 的类 原理 芯 1 发源 蓝 LED 蓝 LED 蓝 LED LED 2 3 蓝 LED 黄绿 LED 蓝 LED 绿 LED LED 发光材料 InGaN/YAG InGaN/ 光 ZnSe InGaN/ 光 InGaN、GaP InGaN AlInGaP3发光原理 InGaN 的蓝光 YAG 的黄光 光 InGaN 的蓝光 发的绿蓝三基 光 发 光 发的蓝光 在基 上 发的黄光 光 InGaN 的 发的绿蓝三基 光 发 光 有 的芯 封装在一起，构 LED 发三原的三 封装在一起，构 LED个光 的 LEDInGaN、GaP AlInGaP可光区的 光芯 封装在一起，构 LED采用
9、 LED 光源行 明，先代 电的 灯，然后整个 明 ， 约大 的电能。期， LED 已达到 用电 1 瓦，光 25 明，也增大了它的实用性。表 二 表三了 LED 的 能展。 表二 LED 的 能展 年 1998 1999 2001 2005 、 况 在 LED 者 ，化学是最早 用上 发不长的 度 LED，以及蓝 光 半导体 光（Laser Diode“LD） ，是 有蓝光 LED 的重 者。在化学得兰 LED 生产及电极构 基本 后， 不提 ， 采行生产 ， 图 ， 得蓝光 LED 价格 昂。其已生产能的者相不以 然，部 LED 者 ， 化的 ， 本在蓝光及 光 LED ， 美及其国 的 LED 者 得先机， 整体本 LED 产 重 。 者便千 计行蓝光 LED 的 发生产。 前 化学 电，”有 、东 ，美商 Cree， 3 大 明厂奇 化学 电，”有 、东 ， Cree， 化学 电 HP、Siemens、 Research、 、飞浦、 司朗以及 HP、Siemens、 Research、EMCORE 投 了该产 的 发生产，促 飞浦、 光 LED 产的产化、 化面起到了积极的促作用。 发光 能（ 明/瓦） 5 15 25 50 相若 灯 相若卤钨灯 估计 表三 长远发展标 LED 功率 发光 能 光能 10 瓦 100 明/瓦 1000 明/瓦光电组 20056441
