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發(fā)表于 2011-2-21 12:40:11
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led光源在照明領(lǐng)域的應(yīng)用，是半導(dǎo)體發(fā)光材料技術(shù)高速發(fā)展及“綠色照明”概念逐步深入人心的產(chǎn)物。“綠色照明”是國外照明領(lǐng)域在上世紀(jì)80年代未提出的新概念，我國“綠色照明工程”的實施始于1996年。實現(xiàn)這一計劃的重要步驟就是要發(fā)展和推廣高效、節(jié)能照明器具，節(jié)約照明用電，減少環(huán)境及光污染，建立一個優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)舒適、安全可靠、有益環(huán)境的照明系統(tǒng) ( p, N2 {8 C* i# {# y2 @3 n" f
o i$ g' ]& U, k9 g8 ?% P 一、led照明概念led（lightemittingdiode），又稱發(fā)光二極管，它們利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合，放出過剩的能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光。 : [% r# n2 p. _2 f3 {. a" k! j$ _; C
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（一）led的發(fā)展歷史應(yīng)用半導(dǎo)體pn結(jié)發(fā)光源原理制成led問世于20世紀(jì)60年代初，1964年首先出現(xiàn)紅色發(fā)光二極管，之后出現(xiàn)$led。直到1994年，藍(lán)色、綠色led才研制成功。1996年由日本nichia公司（日亞）成功開發(fā)出白色led。led以其固有的特點，如省電、壽命長、耐震動、響應(yīng)速度快、冷光源等特點，廣泛應(yīng)用于指示燈、信號燈、顯示屏、景觀照明等領(lǐng)域，在我們的日常生活中處處可見，家用電器、電話機、儀表板照明、汽車防霧燈、交通信號燈等。但由于其亮度差、價格昂貴等條件的限制，無法作為通用光源推廣應(yīng)用。近年來，隨著人們對半導(dǎo)體發(fā)光材料研究的不斷深入，led制造工藝的不斷進(jìn)步和新材料（氮化物晶體和熒光粉）的開發(fā)和應(yīng)用，各種顏色的超高亮度led取得了突破性進(jìn)展，其發(fā)光效率提高了近1000倍，色度方面已實現(xiàn)了可見光波段的所有顏色，其中最重要的是超高亮度白光led的出現(xiàn)，使led應(yīng)用領(lǐng)域跨越至高效率照明光源市場成為可能。曾經(jīng)有人指出，高亮度led將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈泡后，最偉大的發(fā)明之一。 . {5 X2 q/ B) l% c# j
4 s* T) f' S: j0 l: L; U8 {6 t H （二）led發(fā)光原理發(fā)光二極管主要由pn結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)組成。其發(fā)光體—晶片的面積為10.12mil(1mil=0.0254平方毫米)，目前國際上出現(xiàn)大晶片led，晶片面積達(dá)40mil。其發(fā)光過程包括三部分：正向偏壓下的載流子注入、復(fù)合輻射和光能傳輸。微小的半導(dǎo)體晶片被封裝在潔凈的環(huán)氧樹脂物中，當(dāng)電子經(jīng)過該晶片時，帶負(fù)電的電子移動到帶正電的空穴區(qū)域并與之復(fù)合，電子和空穴消失的同時產(chǎn)生光子。電子和空穴之間的能量（帶隙）越大，產(chǎn)生的光子的能量就越高。光子的能量反過來與光的顏色對應(yīng)，可見光的頻譜范圍內(nèi)，藍(lán)色光、紫色光攜帶的能量最多，桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由于不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發(fā)出不同顏色的光。led照明光源的主流將是高亮度的白光led。目前，已商品化的白光led多是二波長，即以藍(lán)光單晶片加上yag$熒光粉混合產(chǎn)生白光。未來較被看好的是三波長白光led，即以無機紫外光晶片加紅、藍(lán)、綠三顏色熒光粉混合產(chǎn)生白光，它將取代熒光燈、緊湊型節(jié)能熒光燈泡及l(fā)ed背光源等市場。
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（三）led光源的基本特征
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' ^7 ?8 o: {; q3 j- r# R0 l 1、發(fā)光效率高led經(jīng)過幾十年的技術(shù)改良，其發(fā)光效率有了較大的提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12－24流明/瓦，熒光燈50～70流明/瓦，鈉燈90～140流明/瓦，大部分的耗電變成熱量損耗。led光效經(jīng)改良后將達(dá)到達(dá)50～200流明/瓦，而且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光。
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