LED常识汇总发光颜色光效可见光RGBLED.docx
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LED常识汇总发光颜色光效可见光RGBLED
LED常识:
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LED常识:
汇总-发光颜色、光效、可
见光、特点、RGBLED
一、LED发光二极管结构、发光原理
LED(LightEmittingDiode),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的核心部分是由P型半导体(一种在硅或锗等半导体材料中加入微量的硼、铟、镓或铝等三价元素的晶片)和N型半导体(一种在在硅或锗等半导体材料中加入微量的磷、锑、砷等五价元素的晶片)组成的晶片(两种半导体紧紧粘贴在一起),在p型半导体和n型半导体之间的过渡层,称为p-n结。
在P型半导体中,空穴(晶体原子之间共价键上的价电子脱离后而形成的空洞。
带正电)叫多数载流子(导体或半导体的导电作用是通过带电粒子的运动(形成电流)来实现的,这种电流的载体称为载流子),电子(带负电)叫少数载流子。
而在N型半导体中,空穴(带正电)叫少数载流子,电子(带负电)叫多数载流子。
加电后,在P型半导体和N型半导体的交界面就会出现一个具有特殊导电性能的薄层,也就是常说的PN结(PNJunctionTransistors)。
PN结可以对P型半导体和N型半导体中多数载流子的扩散运动产生阻力,当对PN结施加正向电压时,电流从LED的阳极流向阴极,PN结中少数载流子与多数载流子进行复合,多余的能量就会以光子的形式释放出来,也就是我们所看到的光。
从而把电能直接转换为光能。
而在PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。
这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。
当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体intensivedevelopment.(5)havedifferentemphasis:
fordevelopment,"withdevelopment,theemphasison"way,fromspace,multiplegroupsfromasingleradiation-beltopendevelopment.Spatialstructureof2,theprominentculturalcityprotectionelementsonthedevelopmentofthewholecityandcultureseriessupportingrole,withnaturallandscapesandgreenforthebackground,accordingtothecombinedcity,urbanGrouporganizationstructure,setupadecentralizeddevelopmentpatterns,building...Threerivers:
theYangtze,jinshaRiverandminjiangrivers,citiesinthreeriversbasedondevelopmentalongtheYangtzeRiver,cityontheRiver,Riverinthecity.Multiplegroups:
therelativelycompactarealayout,eachdistrictconsistsofmultiplegroups,andtheareahasbothintegratedurbanfunctions,andhavetheirowncharacteristicsandperimeterformationLiZhuang,LiZhuangdongcharacteristictourareaandHongKongingroup,consistsof17groups.Band:
modernfeaturesgatheringalongtheYangtzeRiverbelt.DvngroupintheupperreachesofthejinshaRiveralongtherivercontinuestotheEasttoSouthstreamgroups,layoutalongthecity'smaincommercial,business,administrative,culturalandcreativeresearchanddevelopmentinscienceandeducationfunctionofmodernserviceandportequipmentmanufacturing,liquor,andotherfeaturesandmodernindustry.2.5-2spatialplanningfigure2.6inYibincity,CentralCityurbandevelopmentvisionvision
晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。
光的强弱与电流有关。
通过对其中发光材料的研究,人们逐渐开发出各种光色、光效率越来越高的LED元件。
通常晶片附在一个支架上,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,所以能起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。
二、LED发光颜色
普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关,而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。
光,—般是指可见光,可见光光谱的波长范围为380nm,760nm(说明:
可见光的波长范围占电磁波的波长范围一少部分,可以认为光是一种电磁波,但光又有区别于一般电磁波的特性,所以光具有波粒二象性,即光既具有波的特性,如干涉、衍生等现象;同时又具有一般粒子束的特性。
可见光透过三棱镜可以呈现出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光带,这光带依次排列的图案称为光谱。
其中红光波长最长,紫光波长最短,其它各色光的波长则依次介于其间。
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。
intensivedevelopment.(5)havedifferentemphasis:
fordevelopment,"withdevelopment,theemphasison"way,fromspace,multiplegroupsfromasingleradiation-beltopendevelopment.Spatialstructureof2,theprominentculturalcityprotectionelementsonthedevelopmentofthewholecityandcultureseriessupportingrole,withnaturallandscapesandgreenforthebackground,accordingtothecombinedcity,urbanGrouporganizationstructure,setupadecentralizeddevelopmentpatterns,building...Threerivers:
theYangtze,jinshaRiverandminjiangrivers,citiesinthreeriversbasedondevelopmentalongtheYangtzeRiver,cityontheRiver,Riverinthecity.Multiplegroups:
therelativelycompactarealayout,eachdistrictconsistsofmultiplegroups,andtheareahasbothintegratedurbanfunctions,andhavetheirowncharacteristicsandperimeterformationLiZhuang,LiZhuangdongcharacteristictourareaandHongKongingroup,consistsof17groups.Band:
modernfeaturesgatheringalongtheYangtzeRiverbelt.DvngroupintheupperreachesofthejinshaRiveralongtherivercontinuestotheEasttoSouthstreamgroups,layoutalongthecity'smaincommercial,business,administrative,culturalandcreativeresearchanddevelopmentinscienceandeducationfunctionofmodernserviceandportequipmentmanufacturing,liquor,andotherfeaturesandmodernindustry.2.5-2spatialplanningfigure2.6inYibincity,CentralCityurbandevelopmentvisionvision
红640—780nm
橙640—610
黄610—530
绿505—525
蓝505—470
紫470—380
红外线:
在可见光红色光以外(>0.76微米)的人眼感觉不到的光线,红外线(近红外线,波长为0.75,1.50μm之间;中红外线,波长为1.50,6.0μm之
l000μm之间。
)和无线电波;波长短于紫色光间;远红外线,波长为6.0,
的(<0.4微米)有紫外线。
紫外线:
在可见光紫色光以外的人眼感觉不到的光线,紫外线是电磁波谱中波长从0(01—0(40微米(可见光紫端到X射线间)辐射的总称。
短波紫外线:
简称UVC。
是波长200NM,280NM的紫外光线。
短波紫外线在经过地球表面同温层时被臭氧层吸收。
不能达到地球表面,对人体产生重要作用(如:
皮肤癌患者增加)。
因此,对短波紫外线应引起足够的重视。
(致癌)
中波紫外线:
简称UVB。
是波长280NM,320NM的紫外线。
中波紫外线对人体皮肤有一定的生理作用。
此类紫外线的极大部分被皮肤表皮所吸收,不能在渗入皮肤内部。
但由于其阶能较高,对皮肤可产生强烈的光损伤,被照射部位真皮血管扩张,皮肤可出现红肿、水泡等症状。
长久照射皮肤会出现红斑、炎症、皮intensivedevelopment.(5)havedifferentemphasis:
fordevelopment,"withdevelopment,theemphasison"way,fromspace,multiplegroupsfromasingleradiation-beltopendevelopment.Spatialstructureof2,theprominentculturalcityprotectionelementsonthedevelopmentofthewholecityandcultureseriessupportingrole,withnaturallandscapesandgreenforthebackground,accordingtothecombinedcity,urbanGrouporganizationstructure,setupadecentralizeddevelopmentpatterns,building...Threerivers:
theYangtze,jinshaRiverandminjiangrivers,citiesinthreeriversbasedondevelopmentalongtheYangtzeRiver,cityontheRiver,Riverinthecity.Multiplegroups:
therelativelycompactarealayout,eachdistrictconsistsofmultiplegroups,andtheareahasbothintegratedurbanfunctions,andhavetheirowncharacteristicsandperimeterformationLiZhuang,LiZhuangdongcharacteristictourareaandHongKongingroup,consistsof17groups.Band:
modernfeaturesgatheringalongtheYangtzeRiverbelt.DvngroupintheupperreachesofthejinshaRiveralongtherivercontinuestotheEasttoSouthstreamgroups,layoutalongthecity'smaincommercial,business,administrative,culturalandcreativeresearchanddevelopmentinscienceandeducationfunctionofmodernserviceandportequipmentmanufacturing,liquor,andotherfeaturesandmodernindustry.2.5-2spatialplanningfigure2.6inYibincity,CentralCityurbandevelopmentvisionvision
肤老化,严重者可引起皮肤癌。
中波紫外线又被称作紫外线的晒伤(红)段,是应重点预防的紫外线波段。
(晒伤)
长波紫外线:
简称UVA。
是波长320NM,400NM的紫外线。
长波紫外线对衣物和人体皮肤的穿透性远比中波紫外线要强,可达到真皮深处,并可对表皮部位的黑色素起作用,从而引起皮肤黑色素沉着,使皮肤变黑,起到了防御紫外线,保护皮肤的作用。
因而长波紫外线也被称做“晒黑段”。
长波紫外线虽不会引起皮肤急性炎症,但对皮肤的作用缓慢,可长期积累,是导致皮肤老化和严重损害的原因之一。
(晒黑、老化)
三、LED发光应用
紫外光led:
就是放出的光在紫外线的频率范围里的led,可用于验钞机上是紫外线灯,LED材料的带隙越宽,其发光波长越短。
氮化镓铝和氮化铝LED可发出紫外光。
他看起来是淡蓝的,是因为它除了发出紫外线外还发出少量蓝光和紫光,真正对验钞有用的是他发出的紫外线,不是我们看到的普通紫光与蓝光。
紫外线我们是看不到的。
白光LED:
intensivedevelopment.(5)havedifferentemphasis:
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因为白光并非单色光(目前LED不能直接产生白色的光)所以人眼睛所能见的白光,至少需两种光的混合,白光LED的工艺结构和白色光源。
对于一般照明,在工艺结构上,白光LED通常采用两种方法形成,第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光;第二种是多种单色光混合方法。
这两种方法都已能成功产生白光器件。
第一种方法在1998年白光的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(λp=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。
第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起,通过各色光混合而产生白光。
全彩LED:
通常LED实现各种颜色是通过混色实现的,例如LED全彩显示屏将红色、绿色、蓝色三个发光二极管按一定规则排列,利用红、绿、篮三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256×256×256,16777216种颜色,形成不同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。
另外也有单个LED内封装集成三种发光LED芯片(红色、绿色、蓝色),并且按一定的规则排列,有多个引线,从而实现单个LED全彩,通过混色调节可以产生各种颜色及白光,这种LED通常称为变色发光二极管,变色发光二极管是能变换发光颜色的发光二极管。
变色发光二极管发光颜色种类可分为双色发光二极管、三色发光二极管和多色(有红、蓝、绿、白四种颜色)发光二极管。
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