led节能灯的历史发展
发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片,在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为pn结。在一些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时,多余的能量会以光的形式释放出来,从而直接将电能转化为光能。PN结加反向电压时,少数载流子很难注入,所以不发光。这种利用注入电致发光原理制成的二极管称为发光二极管,俗称led。当处于正向工作状态时(即两端加直流电压),当电流从LED的阳极流向阴极时,半导体晶体发出从紫外到红外不同颜色的光,光的强度与电流有关。
起初,LED被用作仪器仪表的指示光源。后来,各种光色的led广泛应用于交通信号灯和大面积显示屏,产生了良好的经济效益和社会效益。以12寸红色红绿灯为例。在美国,最初采用140瓦的长寿命低光效白炽灯作为光源,产生2000流明的白光。通过红色滤光片后,损失了90%的光,只剩下200流明的红光。在新设计的灯中,Lumileds公司采用了65,438+08个红色LED光源,包括电路损耗在内,共消耗65,438+04瓦,可以产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的一个重要领域。
对于一般照明,人们更需要白光源。1989白光LED研制成功。这种LED由GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装而成。GaN芯片发出蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结的含Ce3+的YAG荧光粉被这种蓝光激发后发出峰值为550nm的黄光。蓝色LED基板安装在碗状反射腔内,覆盖一层薄薄的混有YAG的树脂,约200-500nm。LED基板发出的一部分蓝光被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合得到白光。对于InGaN/YAG白光LED,通过改变YAG荧光粉的化学成分,调整荧光粉层的厚度,可以获得色温为3500-10000K的白光。这种通过蓝光LED获得白光的方法由于结构简单、成本低、技术成熟度高而被广泛应用。
20世纪60年代,科学家和技术人员根据半导体PN结的原理开发了LED。当时开发的LED是GaASP材质,发光颜色是红色。经过近30年的发展,我们熟悉的LED已经可以发出红、橙、黄、绿、蓝等多种颜色的光。然而,用于照明的白光LED只是在最近两年才发展起来。这里向读者介绍照明用的白色LED。