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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�,!熬G色照明”是國(guó)外照明領(lǐng)域在上世紀(jì)80年代未提出的新概念,,我國(guó)“綠色照明工程”的實(shí)施始于1996年。實(shí)現(xiàn)這一計(jì)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(gè)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) 7 D0 A0 }, j# r. I! l% C
/ a; `+ g( \1 q+ `2 q5 K- D2 L 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,。 4 J- ^1 ~1 x0 ^' `% D
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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)$led,。直到1994年,,藍(lán)色、綠色led才研制成功,。1996年由日本nichia公司(日亞)成功開發(fā)出白色led,。led以其固有的特點(diǎn),如省電,、壽命長(zhǎng),、耐震動(dòng)、響應(yīng)速度快,、冷光源等特點(diǎn),,廣泛應(yīng)用于指示燈、信號(hào)燈,、顯示屏,、景觀照明等領(lǐng)域,在我們的日常生活中處處可見,,家用電器,、電話機(jī)、儀表板照明,、汽車防霧燈,、交通信號(hào)燈等。但由于其亮度差,、價(jià)格昂貴等條件的限制,,無法作為通用光源推廣應(yīng)用。近年來,,隨著人們對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光材料研究的不斷深入,,led制造工藝的不斷進(jìn)步和新材料(氮化物晶體和熒光粉)的開發(fā)和應(yīng)用,各種顏色的超高亮度led取得了突破性進(jìn)展,,其發(fā)光效率提高了近1000倍,,色度方面已實(shí)現(xiàn)了可見光波段的所有顏色,,其中最重要的是超高亮度白光led的出現(xiàn),使led應(yīng)用領(lǐng)域跨越至高效率照明光源市場(chǎng)成為可能,。曾經(jīng)有人指出,,高亮度led將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈泡后,最偉大的發(fā)明之一,。
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% J! R: `' r9 G) u+ c (二)led發(fā)光原理發(fā)光二極管主要由pn結(jié)芯片,、電極和光學(xué)系統(tǒng)組成。其發(fā)光體—晶片的面積為10.12mil(1mil=0.0254平方毫米),,目前國(guó)際上出現(xiàn)大晶片led,,晶片面積達(dá)40mil。其發(fā)光過程包括三部分:正向偏壓下的載流子注入,、復(fù)合輻射和光能傳輸,。微小的半導(dǎo)體晶片被封裝在潔凈的環(huán)氧樹脂物中,當(dāng)電子經(jīng)過該晶片時(shí),,帶負(fù)電的電子移動(dòng)到帶正電的空穴區(qū)域并與之復(fù)合,,電子和空穴消失的同時(shí)產(chǎn)生光子。電子和空穴之間的能量(帶隙)越大,,產(chǎn)生的光子的能量就越高,。光子的能量反過來與光的顏色對(duì)應(yīng),可見光的頻譜范圍內(nèi),,藍(lán)色光,、紫色光攜帶的能量最多,桔色光,、紅色光攜帶的能量最少,。由于不同的材料具有不同的帶隙,從而能夠發(fā)出不同顏色的光,。led照明光源的主流將是高亮度的白光led,。目前,已商品化的白光led多是二波長(zhǎng),,即以藍(lán)光單晶片加上yag$熒光粉混合產(chǎn)生白光,。未來較被看好的是三波長(zhǎng)白光led,即以無機(jī)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(chǎng)。
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$ f5 C1 `7 \" { (三)led光源的基本特征 3 b" _2 U+ ^* {* D/ s) J
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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,。" B% ^' m# z, o0 n* J
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