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LED燈是一塊電致發(fā)光的半導體材料芯片,用銀膠或白膠固化到支架上,然后用銀線或金線連接芯片和電路板,四周用環(huán)氧樹脂密封,起到保護內(nèi)部芯線的作用,后安裝外殼,所以 LED 燈的抗震性能好。
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對于一般照明而言,人們更需要白色的光源。1998年發(fā)白光的LED開發(fā)成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成。GaN芯片發(fā)藍光(λp=465nm,Wd=30nm),高溫燒結(jié)制成的含Ce3 的YAG熒光粉受此藍光激發(fā)后發(fā)出黃色光射,峰值550nLED燈m。采用LED恒流電源來給LED燈具供電,由于在電源工作期間都會自動檢測和控制流過LED的電流,因而,不用擔憂在通電的霎時有過高的電流流過LED,也不用擔憂負載短路燒壞電源。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中,覆蓋以混有YAG的樹脂薄層,約200-500nm。 LED基片發(fā)出的藍光部分被熒光粉吸收,另一部分藍光與熒光粉發(fā)出的黃光混合,可以得到白光。
對于InGaN/YAG白色LED,通過改變YAG熒光粉的化學組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度,可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。這種通過藍光LED得到白光的方法,構(gòu)造簡單、成本低廉、技術(shù)成熟度高,因此運用較多。
起源
20世紀60年代,科技工作者利用半導體PN結(jié)發(fā)光的原理,研制成了LED發(fā)光二極管。當時研制的LED,所用的材料是GaASP,其發(fā)光顏色為紅色。經(jīng)過近30年的發(fā)展,大家十分熟悉的LED,已能發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍等多種色光。每一種產(chǎn)品都會有不同的設計,不同的設計適用于不同的用途,LED燈飾的可靠性設計方面包含:電氣安全、防火安全、適用環(huán)境安全、機械安全、健康安全、安全使用時間等因素。然而照明需用的白色光LED僅在2000年以后才發(fā)展起來,這里向讀者介紹有關(guān)照明用白光LED。
發(fā)展
早應用半導體P-N結(jié)發(fā)光原理制成的LED光源問世于20世紀60年代初。當時所用的材料是GaAsP,發(fā)紅光(λp=650nm),在驅(qū)動電流為20毫安時,光通量只有千分之幾個流明,相應的光視效能約0.1流明/瓦。
70年代中期,引入元素In和N,使LED產(chǎn)生綠光(λp=555nm),黃光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm),光視效能也提高到1流明/瓦。
到了80年代初,出現(xiàn)了GaAlAs的LED光源,使得紅色LED的光視效能達到10流明/瓦。
90年代初,發(fā)紅光、黃光的GaAlInP和發(fā)綠、藍光的GaInN兩種新材料的開發(fā)成功,使LED的光視效能得到大幅度的提高。
在2000年,前者做成的LED在紅、橙區(qū)(λp=615nm)的光效達到100流明/瓦,而后者制成的LED在綠色的區(qū)域(λp=530nm)的光視效能可以達到50流明/瓦。