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1、LED光源知識講座市場營銷部段云峰LED的發(fā)展歷史和發(fā)光原理簡介LED技術、工藝等目前行業(yè)狀況主要技術障礙以及未來技術發(fā)展方向提綱LED—照明領域的第三次革命人類照明的歷史經歷了漫長的發(fā)展過程。過去,人們曾長期靠燃燒木材照明;直到1772年燃氣照明才進入人們的生活,這是人類照明歷史上的第一次革命。1879年愛迪生發(fā)明白熾燈,從此人類的照明進入了一個嶄新的時代,這是人類照明歷史上的第二次革命。上世紀九十年代末,隨著第三代半導體材料GaN的突破,半導體技術繼引發(fā)微電子革命之后又在孕育一場新的產業(yè)革命——照明革命,其標志
2、是基于半導體發(fā)光二極管(LED)的固態(tài)照明(亦稱“半導體燈”),將逐步代替白熾燈和熒光燈進入普通照明領域。前言1907年HenryJosephRound第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發(fā)光現象。二十世紀50年代,英國科學家在電致發(fā)光的實驗中使用半導體砷化鎵發(fā)明了第一個具有現代意義的LED,并于60年代面世。60年代末,在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了第一個可見的紅光LED。到70年代中期,磷化鎵被使用作為發(fā)光光源。到20世紀90年代早期,采用銦鋁磷化鎵生產出了桔紅、橙、黃和綠光的LED。第一個有歷史意義的藍光LED也出
3、現在90年代早期,90年代中期,出現了超亮度的氮化鎵LED,隨即又制造出能產生高強度的綠光和藍光銦氮鎵Led。超亮度藍光蕊片是白光LED的核心,在這個發(fā)光蕊片上抹上熒光磷,然后熒光磷通過吸收來自蕊片上的藍色光源再轉化為白光,利用這種技術制造出任何可見顏色的光。LED的發(fā)展史雜質半導體發(fā)光二極管(體)也叫注入型電致發(fā)光器件,它是一種半導體元件,屬于固體光源,英文全稱為LightEmittingDiode(簡稱LED)。發(fā)光原理發(fā)光二極管是由P型和N型半導體組合而成的二極管,當在P—N結施加正向電壓時產生發(fā)光,其發(fā)光機
4、理是:在P型半導體與N型半導體接觸時,由于載流子的擴散運動和由此產生內電場作用下的漂移運動達到平衡而形成P—N結。若在P—N結上施加正向電壓,促使了擴散運動的進行,即從N區(qū)流向P區(qū)的電子和從P區(qū)流向N區(qū)的空穴同時增多,于是有大量的電子和空穴在P—N結中相遇復合,并以光和熱的形式放出能量。對于發(fā)光二極管,為了將發(fā)出的光從結中引出,通常將P型半導體充分減薄,于是結中復合發(fā)光主要從垂直于P—N結的P型區(qū)發(fā)出。如圖所示,在電動勢的作用下,電子對從能量高的能級跳躍到能量低的空穴,根據能量守恒,多余的能量以光和熱的形式釋放出。
5、LED發(fā)光原理LED發(fā)光顏色LED電壓與電流關系LED光電特性Vf與溫度的關系LED光電特性亮度與溫度的關系LED光電特性波長與溫度的關系LED光電特性色溫K開爾文(k)當光源所發(fā)出的光的顏色與“黑體”在某一溫度下輻射的顏色相同時,“黑體”的溫度就稱為該光源的色溫。“黑體”的溫度越高,光譜中藍色的成分則越多,而紅色的成分則越少。例如:白熾燈的光色是暖色,其色溫表示為2700K,而日光色熒光燈的色溫表示方法則是6000K。色溫以絕對溫度K來表示,色溫值越高,表示冷感越強,色溫越低暖感越強,越柔和,通常大部分光源設計集
6、中在2700K~4300K及5800K~6700K兩個色溫位置。光色光色實際上就是色溫,大致分為三大類:暖色<3300K、中間色3300K~5000K、日光色>5000K,由于光線中光譜組成有差別,因此即使光色相同,光的顯色性也可能不同。照明術語說明顯色性原則上,人造光線應與自然光線相同,使人肉眼能正確辨別事物的顏色。當然,這要根據照明的位置和目的而定。光源對于物體顏色呈現的程度稱為顯色性。通常叫做“顯色指數”(Ra)燈具效率燈具效率(也叫光輸出系數)是衡量燈具利用能量效率的重要標準,它是燈具輸出的光通量與燈具內光
7、源輸出的光通量之間的比例。光源效率光源效率(Lm/W)也就是每一瓦電力所發(fā)出的光量,其數值越高表示光源的效率愈高,所以對于使用時間較長的場所,如辦公室走廊、走道、隧道等,效率通常是一個重要的考慮因素。亮度光源在某一方向上的單位投影面在單位立體角中反射光的數量,稱為光源在某一方向的光亮度,符號為L,L=di/ds單位為cd/㎡(坎德拉每平方米)。照明術語說明名稱符號單位說明光線和輻射光是電磁波輻射到人的眼睛,經視覺神經轉換為光線,即能被肉眼看見的那部分光譜。這類射線的波長范圍在360~830nm之間,僅僅是電磁輻射光
8、譜非常小的一部分。光通量Ф流明LM光源發(fā)射并被人的眼睛接受能量的總和即為光通量。光強I坎德cd光的強度,可見光在某一特定方向角內所放射的強度。照度E勒克斯Lux照度是光通量與被照面積之間的比例系數。1Lux即指1Lm的光通量平均分布在面積1㎡的平面上的明亮度。照明術語說明序號特點說明1構造堅固﹐不易破損經環(huán)氧樹脂封裝﹐經高溫烘烤﹐硬度極高2信賴度好﹐使用壽命