LED光源是一種固體冷光源,它被認為是21世紀最有價值的新光源,它將取代現有的日光燈和白熾燈成為照明市場的主導光源。那么,LED光源是怎么發光的?LED光源有哪些光學參數?本文為大家介紹了LED光源的定義、原理及特點等,對LED光源知識感興趣的朋友不妨了解一下!
什么是LED光源?
LED是固體光源,被認為是21世紀最有價值的新光源,它將取代現有的日光燈和白熾燈成為照明市場的主導,是照明技術的一場新革命,它將在一定程度上改善人類的生活以及生產方式。LED照明的應用前景被寄予厚望,并在全世界都掀起了高潮。
在1965年全球第一款商用化發光二極管做成。1968年,LED的研發利用氮摻雜工藝使器件的效率達到了1流明/瓦,并能夠發出橙光、紅光以及黃色光。此時,我國的第一批發光二極管開始進入市場。1971年又推出了具有相同效率的綠色芯片LED。1990年,LED業界有了新的成果,紅光四元材料的LED被開發出來,新的LED的光通量比標準器件的性能要高出了10倍。
在1991年-2001年這幾年里,因為材料技術、外形方面和芯片尺寸的進一步發展使得商用化的LED光通量提高了將近20倍。在1990 年推出的基于碳化硅芯片材料 LED的發光效率約是0.04流明/瓦,以前的發光強度很少有超過15mcd的。
在1994年日本日亞公司研制出了藍色超高亮度LED。至此彩色顯示所需的三基色藍、綠、紅、黃和橙等多種顏色的LED就都達到了坎德拉級的發光強度,實現了全色化以及超高亮度化,使基于LED的發光強度達到了坎德拉級,實現了全色化以及超高亮度化,打從而達到了基于LED的戶外全色顯示。
1998年飛利浦公司運用大尺寸的芯片封裝出了1W級的大功率器件,讓人們第一次看到了半導體光源進入普通照明領域的曙光。它被認為是21 世紀最有價值的新光源,將取代日光燈和白熾燈成為照明市場主導,使得照明技術面臨了一場新的革命。
LED光源的發光原理:
LED是一種固態的半導體器件,它能直接把電轉化為光。其核心是一個半導體的晶片,晶片的一端是負極,附在一個支架上,另一端連接到電源的正極上,使整個的晶片被環氧樹脂封裝起來。
半導體的晶片由兩部分組成,一部分是空穴占主導地位的P型半導體,另一端是電子的N型半導體。兩個部分連接起來時,形成了一個P-N結。當電流通過導線作用在晶片上的時候,電子會被推向P區,在P區里空穴和電子復合,就會以光子的形式發出來能量,這就是LED的發光原理。光的波長也就是光的顏色,是由形成P-N結的材料所決定的。目前也可以制造各種不同波長的LED。一般的LED晶片都是由稼基晶體所形成的,這個稼基晶體里邊包含的熒光粉產生的一種特定顏色。
LED光源的光學參數介紹:
LED的光學參數中重要的參數為:波長、光通量、發光強度、發光效率和光強分布。
發光效率是光通量與電功率的比值,發光效率表明了光源的節能特性,這也是衡量現代光源性能的重要指標。
LED的發光強度是表征在某個方向上的發光的強弱,因為LED在不同的空間角度光強相差很多,所以就必須要研究LED的光強分布特性。這個參數的實際意義很大,直接影響到了LED顯示裝置的最小觀察角度。比如在體育場館里的LED大型彩色顯示屏,如果選用的LED單管分布范圍是很窄的,那么處于較大角度的面對顯示屏的觀眾將看到失真的圖像。而且交通標志燈也要求人們能識別到較大的范圍。
對于LED光譜的特性主要還是要看它的單色性是否優良,而且要注意到藍、紅、綠、白、黃色LED等主要顏色是否純正。因為在很多場合下,比如對顏色要求比較嚴格的交通信號燈,不過據觀察現階段我國的一些LED信號燈中紅色的為深紅,綠色發藍,因此對LED光譜的特性進行一下專門的研究是非常必要而且非常有意義的。
LED的光輸出量會隨著封裝方法的不同以及芯片的類型等其他的一些區別而變化的。但在國際上目前還沒有一個統一的標準去衡量它的亮度。一般以軸向的一個光點上的高度值來衡量的LED的發光總量的,并且用燭來表示。一個具有很高亮度值的LED,并不能代表它的光輸出量就會很高,要計算出其總輸出量,就必須考慮發光角度。不同封裝外殼的芯片LED就會有不同的亮度值。如果兩個LED有相同的亮度值,那么發光角度越大的輸出量也會越大。
LED光源的性能特點:
LED與其他光源相比,具有以下優點:
1.環保。由于LED是由無毒材料制成的;
2.體積小。LED是一塊很小的晶片被封裝在環氧樹脂里面;
3.顏色豐富。它既有白色的,也有發各種單色光的;
4.耗電量低。LED耗電非常低,它的功耗不超過 0.8W;
5.堅固耐用。LED不易損壞,幾乎可以免維護;
6.高亮度、低熱量。是普通鎢絲燈泡的兩倍;
7.使用壽命長。通常LED的使用壽命可達10萬小時。