LED光源原理是什么？led光源全面解析

2023/11/10 | 作者：BOB体育地址

　　LED原理是什么?led光源全面解析是今天带给大家的新知识,led已经在我们的生活随处可见,但很多人不知道led光源是什么,今天就给大家带来led光源的全部知识.

　　通常我们所说的LED这个词是啥意思呢?LED( Light Emitting Diode, LED)是发光二极体的简称，也被称作发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。这种半导体组件发展以来一般是作为指示灯、显示板，但目前随技术增加，已经能作为光源使用，它不但能够高效率地直接将电能转化为光能，而且拥有最长达数万小时～10 万小时的常规使用的寿命，同时具备不若传统灯泡易碎，并能省电，同时拥有环保无汞、体积小、可应用在低温度的环境、光源具方向性、造成光害少与色域丰富等优点。

　　随着白光LED的出现与更多科技的导入，目前在家用电器及笔记本电脑的指示灯、汽车防雾灯、室内照明等照明设备日渐蓬勃，LED的应用越来越普遍。

　　那么LED的工作原理是什么呢?LED是一种可以将电能转化为光能的电子零件，并同时具备二极体的特性，也就是具备一正极一负极，LED最特别的地方在于只有从正极通电才是会发光，故一般给予直流电时，LED会稳定地发光，但如果接上交流电，LED会呈现闪烁的型态，闪亮的频率依据输入交流电的频率而定。LED的发光原理是外加电压，让电子与电洞在半导体内结合后，将能量以光的形式释放。目前全球产业所发展出的不一样的种类LED能够发出从红外线到蓝之间不同波长的光线，而业界也有紫色～紫外线的LED，近年来LED最吸引人的发展是在蓝光LED上涂上萤光粉，将蓝光转化成白光的白光LED产品。LED之所以被称为世纪新光源，原因主要在于LED具备点光源与固态光源的特性，能节约能源、高耐震、寿命长、体积小响应快速、并且色彩饱和度高。

　　由于随着LED的制造材料不同，产生出来的光子拥有的能量也不同，故业界透过制造材料来控制LED发光的波长，进而产生拥有不同光谱与顏色的各种LED。

　　全球第一颗LED采用的材料是砷(As) 化鎵(Ga)，工作电压为1.424V，其发出的光线为红外光谱。之后，业界发展出以磷(P)化鎵(Ga)作为LED的材料，工作电压为2.261V，发出的光为绿光。业界早期就透过这2种型态LED所需的材料，调配出从红外线到绿色光范围内所有波长的LED产品，发展出常见的红光LED、黄光LED、橙光LED等等，这3大类LED因为使用了鎵、砷、磷3种元素，故被称为3元素LED，而蓝光LED、绿光LED与红外光LED则被称为2元素LED。业界后来发展出采用混合铝(Al)、钙(Ca) 、銦(In)和氮(N)共4种元素的4元素LED，就能够发出所有可见光范围与部份紫外线光谱的光线。

　　在讨论LED产品会看的发光亮度有3种单位，分别是照度单位勒克司(Lux)、光量单位流明(Lumen;lm)、发光强度单位烛光(Candle power;CD)，3种单位各自有适合使用的领域，但是在数值上是互通的。

　　1 CD表示完全辐射的物体，在白金凝固点温度下，每六十分之一平方公分面积的发光强度。适合用在主动发光灯具领域，如白热灯泡。

　　1 lm表示1 CD光照射在距离为1公分，面积为1平方公分平面上的光量。适合用在反射灯具与穿透灯具领域，如投影机。

　　1 Lux表示指1 Lm光量均匀分佈在1平方米面积上的照度。适合用在摄影领域。

　　一般而言，单一LED的发光强度以CD为单位，并配上视角参数，而LED的发光强度从各位数mCD到5,000mCD不等。厂商在标示LED单一产品时，其发光强度规格是说LED在20mA电流下点亮时，最佳视角上和中心位置上发光强度最大点的发光强度。

　　基 于环保立场以及节约能源诉求，全球各国政府重视LED与节能灯具带来的经济与节能效益，而厂商也看好这次照明革命的商机而纷纷投入。除了欧盟与美国国会均 进行阶段性禁止白炙灯泡的使用外，目前已经有加拿大宣佈2010年全面禁用白炙灯泡，而美国加州在内的部份州，也要在2012年禁止白炙灯泡，而澳洲则宣 佈在2010年全面禁止贩售白炙灯泡，中国、日本也有LED的奖励方案在规划中。

　　虽然目前市面上已经有另一种节能灯具产品省电型萤光灯 (CFL)，但由于其照明品质仍旧不够，啟动时间较一般白炙灯泡长，并且不可以调整光源输出亮度，普及度仍不够高。LED则具备更多的节能效益，并且藉由技 术的提昇，亮度已达到让人满意的程度，但价格高昂是一大问题，未来随着全球LED厂商的量产脚步加快，价格降低后可加速LED灯具的普及程度。

　　一般LED的发光寿命很长，产品大多标明为100,000小时之后，但事实上LED的亮度是会衰减的，在运用一段时间后，亮度会衰捡到原本的一半或甚至更少。但所幸随着业界技术的进步，减少LED亮度衰减问题的方案很多。在生产的全部过程中，选用如4元素LEC材料能够拥有较久的亮度衰减週期，而厂商使用的LED工艺与成品究竟能耐用多久有很大的关係，配色也是LED厂的生产关键。

　　LED的常规使用的寿命，比一般白炙灯泡的1,000小时、日光灯具的1万小时，LED常规使用的寿命可达5万小时，大幅度降低灯具替换的成本。这项特性帮助LED 灯具在价格竞争上，有了将一般灯泡替换成LED的好理由，更可藉由这项优势，让许多原本因经济考量而不能全天开啟的环境，藉由LED照明让公共或私人场所 更安全。比如说公共停车场、冰箱等等应用场景范围，美国最大零售业者威名百货(Wal-Mart)，日前就已经将该公司的冷冻设备改採省电的LED产品。

　　LED较明显的缺点在于散热问题，不当的散热将导致LED灯具的光度与常规使用的寿命衰减，所幸这部份藉由新技术的加持，渐渐也有了显着的改善。

　　将几个低功率LED光源集成到一个支架中，以使光源成为集成光源。 通常是指CHIP板上的包装形式，通常称为芯棒包装，这在某种程度上预示着将多个芯片直接附着到基板上，然后将它们与硅胶，环氧树脂或其他材料一起包装。 黄色的是磷光体。 照明应用中的主体问题是散热会导致磷光体挥发和透镜老化。 COB集成光源大范围的使用在LED灯泡，LED灯杯，LED聚光灯，LED筒灯，LED吸顶灯，LED豆胆灯，目前是LED照明光源的主要流行趋势之一。 COB集成光源最重要的包含以下特征：

　　LED具有高效率节约能源的作用，已被人们称为绿色照明。 从LED照明产品的分析来看，COB集成光源作为发光元件一直是LED发展的核心。 对COB集成光源的理解可大致分为以下几个方面。 第一种是使用导热环氧树脂(通常与银颗粒(环氧树脂)混合)覆盖硅片放置点，然后将硅片直接放置在基板表面上，进行热处理，直到将硅片牢固固定在 与传统的铝基板相比，陶瓷基板的反射率更高，有助于提高光效率;陶瓷具有可靠性高，寿命长的特点。 。陶瓷的热胀冷缩系数小，即使在高温环境下，其表面也相对平坦，有利于散热，易于组装，可直接组装陶瓷基板芯光源 通过导热胶粘在散热器上陶瓷具备极高的导热性，能保证 关于广拓光电LED的热流明维持率(95%)处于业界领先。 陶瓷是绝缘体，能够在一定程度上帮助LED照明产品通过种种高压测试，并能承受4000v以上的高压。

　　LED光源是作为光源的发光二极管(LED)，具有高效率和长寿命的特性。 LED光源最重要的包含环形光源，带状光源，线性光源，背光源，背光源，外部同轴反射光源，内部同轴点光源和半球形脊形光源。

　　随着对半导体发光材料的不断深入研究，LED制造技术的慢慢的提升以及各种颜色的新材料(氮化物晶体和荧光粉)的开发和应用， 超高亮度LED取得了突破性进展，其发光效率有了很大提高。 在色度方面，已经实现了可见光带中的所有颜色。 最重要的是超高亮度白光LED的出现，这使得LED应用领域跃居为高效光源市场成为可能。 曾经有人指出，在爱迪生发明白炽灯泡之后，高亮度LED将是人类的伟大发明之一。

　　1.高发光效率。 经过数十年的技术改进，LED的发光效率得到了极大的提高。 而且，它的光拥有非常良好的单色性，窄光谱，并能直接发射彩色可见光而无需过滤。

　　3，使用寿命长，使用电子光场辐射光，灯丝灯易于燃烧，发热 沉积，光衰减等缺点。 LED灯体积小，重量轻，采用环氧树脂封装，能承受高强度的机械冲击和振动，并且不易折断。

　　4.安全性强，可靠性高，发热量低，无热辐射，冷光源，触摸安全：可以准确控制灯光的类型和角度，柔和的色彩， 没有眩光; 不含汞，钠和别的可能对健康有害的物质。 内置的微处理系统能控制发光强度，调节发光模式，实现光与艺术的结合。

　　。 有利于环境保护。 LED是固态发光体，其抗冲击，抗冲击并且不容易破裂。 废物可以被回收而没有污染。 光源尺寸小，可以随意组合。 它很容易开发成轻薄，小型的照明产品，并且易于安装和维护。

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