led灯结构原理、用途介绍、具体-照明科技

led灯结构原理、用途介绍、具体 照明科技

目录

1结构原理2用途介绍3具体特点4色温颜色5发展历史6应用介绍

结构原理

LED结构以及发光原理

LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以

直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端

是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分

组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主

要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导

线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以

光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成

P-N结的材料决定的。

最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积

显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信

号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流

明的白光。经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中，

Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生

同样的光效。 汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。

对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。1998年发白光的LED开发成功。这

种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN芯片发蓝光（λ

p=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄

色光射，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，

约200-500nm。LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的

黄光混合，可以得到得白光。现在，对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG荧光粉的

化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝

光LED得到白光的方法，构造简单、成本低廉、技术成熟度高，因此运用最多。

上个世纪60年代，科技工作者利用半导体PN结发光的原理，研制成了LED发光

二极管。当时研制的LED，所用的材料是GAASP，其发光颜色为红色。经过近30年的发

展，现在大家十分熟悉的LED，已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。然而照明需用

的白色光LED仅在近年才发展起来，这里向读者介绍有关照明用白光LED。

用途介绍

1、可见光的光谱和LED白光的关系。 众所周之，可见光光谱的波长范围为

380nm～760nm，是人眼可感受到的七色光——红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，但这七

种颜色的光都各自是一种单色光。例如LED发的红光的峰值波长为565nm。在可见光的

光谱中是没有白色光的，因为白光不是单色光，而是由多种单色光合成的复合光，正如太

阳光是由七种单色光合成的白色光，而彩色电视机中的白色光也是由三基色红、绿、蓝合

成。由此可见，要使ＬＥＤ发出白光，它的光谱特性应包括整个可见的光谱范围。但要制

造这种性能的LED，在目前的工艺条件下是不可能的。根据人们对可见光的研究，人眼睛

所能见的白光，至少需两种光的混合，即二波长发光（蓝色光＋黄色光）或三波长发光（蓝

色光＋绿色光＋红色光）的模式。上述两种模式的白光，都需要蓝色光，所以摄取蓝色光