LED原理是什么?led光源全面解析是今天帶給大家的新知識,led已經(jīng)在我們的生活隨處可見,但很多人不知道led光源是什么,今天就給大家?guī)?a href="http://hsmd.com.cn/product4.html" target="_blank">led光源的全部知識.

LED原理是什么?

通常我們所說的LED這個詞是什么意思呢?LED( Light Emitting Diode, LED)是發(fā)光二極體的簡稱，也被稱作發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。這種半導(dǎo)體組件發(fā)展以來一般是作為指示燈、顯示板，但目前隨著技術(shù)增加，已經(jīng)能作為光源使用，它不但能夠高效率地直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，而且擁有最長達(dá)數(shù)萬小時(shí)～10 萬小時(shí)的使用壽命，同時(shí)具備不若傳統(tǒng)燈泡易碎，并能省電，同時(shí)擁有環(huán)保無汞、體積小、可應(yīng)用在低溫環(huán)境、光源具方向性、造成光害少與色域豐富等優(yōu)點(diǎn)。

隨著白光LED的出現(xiàn)與更多科技的導(dǎo)入，目前在家用電器及筆記本電腦的指示燈、汽車防霧燈、室內(nèi)照明等照明設(shè)備日漸蓬勃，LED的應(yīng)用越來越普遍。

LED的發(fā)明

在1955年時(shí)，美國無線電公司(Radio Corporation of America)的Rubin Braunstein發(fā)現(xiàn)了砷化鎵(GaAs)與及其他半導(dǎo)體合金的紅外線放射作用，而1962年美國通用電氣公司(GE)的Nick Holonyak Jr則開發(fā)出可見光的LEDLED。不過，LED真正的起飛是在1990年代白光LED出現(xiàn)后，才開始漸漸被重視，而應(yīng)用面越來越廣。

LED的發(fā)光原理

那么LED的工作原理是什么呢?LED是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的電子零件，并同時(shí)具備二極體的特性，也就是具備一正極一負(fù)極，LED最特別的地方在于只有從正極通電才是會發(fā)光，故一般給予直流電時(shí)，LED會穩(wěn)定地發(fā)光，但如果接上交流電，LED會呈現(xiàn)閃爍的型態(tài)，閃亮的頻率依據(jù)輸入交流電的頻率而定。LED的發(fā)光原理是外加電壓，讓電子與電洞在半導(dǎo)體內(nèi)結(jié)合后，將能量以光的形式釋放。目前全球產(chǎn)業(yè)所發(fā)展出的不同種類LED能夠發(fā)出從紅外線到藍(lán)之間不同波長的光線，而業(yè)界也有紫色～紫外線的LED，近年來LED最吸引人的發(fā)展是在藍(lán)光LED上涂上螢光粉，將藍(lán)光轉(zhuǎn)化成白光的白光LED產(chǎn)品。LED之所以被稱為世紀(jì)新光源，原因在于LED具備點(diǎn)光源與固態(tài)光源的特性，能夠節(jié)省能源、高耐震、壽命長、體積小響應(yīng)快速、并且色彩飽和度高。

LED的顏色分類：

由于隨著LED的制造材料不同，產(chǎn)生出來的光子擁有的能量也不同，故業(yè)界透過制造材料來控制LED發(fā)光的波長，進(jìn)而產(chǎn)生擁有不同光譜與顏色的各種LED。

全球第一顆LED采用的材料是砷(As) 化鎵(Ga)，工作電壓為1.424V，其發(fā)出的光線為紅外光譜。之后，業(yè)界發(fā)展出以磷(P)化鎵(Ga)作為LED的材料，工作電壓為2.261V，發(fā)出的光為綠光。業(yè)界早期就透過這2種型態(tài)LED所需的材料，調(diào)配出從紅外線到綠色光范圍內(nèi)所有波長的LED產(chǎn)品，發(fā)展出常見的紅光LED、黃光LED、橙光LED等等，這3大類LED因?yàn)槭褂昧随墶⑸椤⒘?種元素，故被稱為3元素LED，而藍(lán)光LED、綠光LED與紅外光LED則被稱為2元素LED。業(yè)界后來發(fā)展出采用混合鋁(Al)、鈣(Ca) 、銦(In)和氮(N)共4種元素的4元素LED，就能夠發(fā)出所有可見光范圍與部份紫外線光譜的光線。

LED的亮度：

在討論LED產(chǎn)品會看的發(fā)光亮度有3種單位，分別是照度單位勒克司(Lux)、光量單位流明(Lumen;lm)、發(fā)光強(qiáng)度單位燭光(Candle power;CD)，3種單位各自有適合使用的領(lǐng)域，但是在數(shù)值上是互通的。

1 CD表示完全輻射的物體，在白金凝固點(diǎn)溫度下，每六十分之一平方公分面積的發(fā)光強(qiáng)度。適合用在主動發(fā)光燈具領(lǐng)域，如白熱燈泡。

1 lm表示1 CD光照射在距離為1公分，面積為1平方公分平面上的光量。適合用在反射燈具與穿透燈具領(lǐng)域，如投影機(jī)。

1 Lux表示指1 Lm光量均勻分佈在1平方米面積上的照度。適合用在攝影領(lǐng)域。

一般而言，單一LED的發(fā)光強(qiáng)度以CD為單位，并配上視角參數(shù)，而LED的發(fā)光強(qiáng)度從各位數(shù)mCD到5,000mCD不等。廠商在標(biāo)示LED單一產(chǎn)品時(shí)，其發(fā)光強(qiáng)度規(guī)格是說LED在20mA電流下點(diǎn)亮?xí)r，最佳視角上和中心位置上發(fā)光強(qiáng)度最大點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度。

LED的節(jié)能效益

基 于環(huán)保立場以及節(jié)約能源訴求，全球各國政府重視LED與節(jié)能燈具帶來的經(jīng)濟(jì)與節(jié)能效益，而廠商也看好這次照明革命的商機(jī)而紛紛投入。除了歐盟與美國國會均 進(jìn)行階段性禁止白炙燈泡的使用外，目前已經(jīng)有加拿大宣佈2010年全面禁用白炙燈泡，而美國加州在內(nèi)的部份州，也要在2012年禁止白炙燈泡，而澳洲則宣 佈在2010年全面禁止販?zhǔn)郯字藷襞荩袊⑷毡疽灿蠰ED的獎勵方案在規(guī)劃中。

雖然目前市面上已經(jīng)有另一種節(jié)能燈具產(chǎn)品省電型螢光燈 (CFL)，但由于其照明品質(zhì)仍舊不夠，啟動時(shí)間較一般白炙燈泡長，而且不能調(diào)整光源輸出亮度，普及度仍不夠高。LED則具備更多的節(jié)能效益，并且藉由技 術(shù)的提昇，亮度已經(jīng)達(dá)到讓人滿意的程度，但價(jià)格高昂是一大問題，未來隨著全球LED廠商的量產(chǎn)腳步加快，價(jià)格降低后可加速LED燈具的普及程度。

LED的壽命：

一般LED的發(fā)光壽命很長，產(chǎn)品大多標(biāo)明為100,000小時(shí)以上，但事實(shí)上LED的亮度是會衰減的，在運(yùn)用一段時(shí)間后，亮度會衰撿到原本的一半或甚至更少。但所幸隨著業(yè)界技術(shù)的進(jìn)步，減少LED亮度衰減問題的方案很多。在生產(chǎn)過程中，選用如4元素LEC材料能夠擁有較久的亮度衰減週期，而廠商使用的LED工藝與成品究竟能耐用多久有很大的關(guān)係，配色也是LED廠的生產(chǎn)關(guān)鍵。

LED的使用壽命，比一般白炙燈泡的1,000小時(shí)、日光燈具的1萬小時(shí)，LED使用壽命可達(dá)5萬小時(shí)，大幅降低燈具替換的成本。這項(xiàng)特性幫助LED 燈具在價(jià)格競爭上，有了將一般燈泡替換成LED的好理由，更可藉由這項(xiàng)優(yōu)勢，讓許多原本因經(jīng)濟(jì)考量而不能全天開啟的環(huán)境，藉由LED照明讓公共或私人場所 更安全。比如說公共停車場、冰箱等等應(yīng)用范圍，美國最大零售業(yè)者威名百貨(Wal-Mart)，日前就已經(jīng)將該公司的冷凍設(shè)備改採省電的LED產(chǎn)品。

LED較明顯的缺點(diǎn)就是散熱問題，不當(dāng)?shù)纳釋?dǎo)致LED燈具的光度與使用壽命衰減，所幸這部份藉由新技術(shù)的加持，漸漸也有了顯著的改善。

led光源全面解析

將幾個低功率LED光源集成到一個支架中，以使光源成為集成光源。 通常是指CHIP板上的包裝形式，通常稱為芯棒包裝，這意味著將多個芯片直接附著到基板上，然后將它們與硅膠，環(huán)氧樹脂或其他材料一起包裝。 黃色的是磷光體。 照明應(yīng)用中的主要問題是散熱會導(dǎo)致磷光體揮發(fā)和透鏡老化。 COB集成光源廣泛用于LED燈泡，LED燈杯，LED聚光燈，LED筒燈，LED吸頂燈，LED豆膽燈，目前是LED照明光源的主流趨勢之一。 COB集成光源主要包括以下特征：

1.可以自由匹配和組合以形成各種LED燈，并且易于組裝。

2.高可靠性，無死燈，無斑塊。

3.發(fā)光均勻，光線柔和，無眩光，無眼睛受傷。

4，高顯色指數(shù)，高光效率。

5.在正常電流下，衰減最小，并且在1000H內(nèi)將其控制為小于3%。

6.安全可靠，所有工作在50V電壓下，充分考慮了應(yīng)用認(rèn)證。

7.綠色環(huán)保，無污染。

LED具有高效節(jié)能的作用，已被人們稱為綠色照明。 從LED照明產(chǎn)品的分析來看，COB集成光源作為發(fā)光元件一直是LED發(fā)展的核心。 對COB集成光源的理解可以分為以下幾個方面。 第一種是使用導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂(通常與銀顆粒(環(huán)氧樹脂)混合)覆蓋硅片放置點(diǎn)，然后將硅片直接放置在基板表面上，進(jìn)行熱處理，直到將硅片牢固固定在 與傳統(tǒng)的鋁基板相比，陶瓷基板的反射率更高，有助于提高光效率;陶瓷具有可靠性高，壽命長的特點(diǎn)。 。陶瓷的熱脹冷縮系數(shù)小，即使在高溫環(huán)境下，其表面也相對平坦，有利于散熱，易于組裝，可直接組裝陶瓷基板芯光源 通過導(dǎo)熱膠粘在散熱器上陶瓷具有很高的導(dǎo)熱性，可以確保 關(guān)于廣拓光電LED的熱流明維持率(95%)處于業(yè)界領(lǐng)先。 陶瓷是絕緣體，可以幫助LED照明產(chǎn)品通過各種高壓測試，并可以承受4000v以上的高壓。

LED光源特性

LED光源是作為光源的發(fā)光二極管(LED)，具有高效率和長壽命的特性。 LED光源主要包括環(huán)形光源，帶狀光源，線性光源，背光源，背光源，外部同軸反射光源，內(nèi)部同軸點(diǎn)光源和半球形脊形光源。

隨著對半導(dǎo)體發(fā)光材料的不斷深入研究，LED制造技術(shù)的不斷進(jìn)步以及各種顏色的新材料(氮化物晶體和熒光粉)的開發(fā)和應(yīng)用， 超高亮度LED取得了突破性進(jìn)展，其發(fā)光效率有了很大提高。 在色度方面，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了可見光帶中的所有顏色。 最重要的是超高亮度白光LED的出現(xiàn)，這使得LED應(yīng)用領(lǐng)域躍居為高效光源市場成為可能。 曾經(jīng)有人指出，在愛迪生發(fā)明白熾燈泡之后，高亮度LED將是人類的偉大發(fā)明之一。

1.高發(fā)光效率。 經(jīng)過數(shù)十年的技術(shù)改進(jìn)，LED的發(fā)光效率得到了極大的提高。 而且，它的光具有良好的單色性，窄光譜，并且可以直接發(fā)射彩色可見光而無需過濾。

2，耗電量少

3，使用壽命長，使用電子光場輻射光，燈絲燈易于燃燒，發(fā)熱 沉積，光衰減等缺點(diǎn)。 LED燈體積小，重量輕，采用環(huán)氧樹脂封裝，可以承受高強(qiáng)度的機(jī)械沖擊和振動，并且不易折斷。

4.安全性強(qiáng)，可靠性高，發(fā)熱量低，無熱輻射，冷光源，觸摸安全：可以準(zhǔn)確控制燈光的類型和角度，柔和的色彩， 沒有眩光; 不含汞，鈉和其他可能對健康有害的物質(zhì)。 內(nèi)置的微處理系統(tǒng)可以控制發(fā)光強(qiáng)度，調(diào)節(jié)發(fā)光模式，實(shí)現(xiàn)光與藝術(shù)的結(jié)合。

。 有利于環(huán)境保護(hù)。 LED是固態(tài)發(fā)光體，其抗沖擊，抗沖擊并且不容易破裂。 廢物可以被回收而沒有污染。 光源尺寸小，可以隨意組合。 它很容易開發(fā)成輕薄，小型的照明產(chǎn)品，并且易于安裝和維護(hù)。

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