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LED是如何发光的?

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发表时间:2021-02-24 08:55
文章附图

顾名思义,发光二极管是一种能发射特定波长(颜色)的半导体器件。RGB灯珠普通的灯珠只有1颗芯片,这个用肉眼都很容易分辨的,所有相对别的灯珠来说,普通灯珠的成本相对来说要低调很多。UVC灯珠工艺难点在于点胶量的控制,在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。侧发光RGB灯珠(对于GaAs、SiC导电衬底,具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片,采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片,采用绝缘胶来固定芯片。) 与任何其他半导体芯片一样,led (led 的实际发光单元)的半导体芯片封装在塑料或陶瓷中。 当然,包装里可能有一个或多个芯片。 当发光二极管打开时,电子与空穴复合并以光子的形式释放能量(如图所示)。 这种效应通常被称为场致发射。

图1 当LED被激发,电子和空穴进行复合,同时,能量以特定工作波长(颜色)的光子技术形式可以释放

LED技术,在照明系统应用研究领域里有一个企业常用的专用网络名词,被称为固态照明(SSL:solid state lighting)。这是我们因为没有区别于白炽灯的照明设计原理(发光是可以通过进行热辐射在可见吸收光谱的部分来分析实现),固态照明所指的技术发展是以传统固态的场致发光来实现。

白光LED的工作原理

最常见办法是使用一个单色LED(多数为铟镓砷工艺的蓝光LED)配合进行不同产品颜色的荧光粉来实现我国白光,对应的LED被称作为荧光粉产生白光LED. 高亮度LED(HB LED)所激发的蓝光发展一部分学生通过利用荧光层转化为黄光,另一重要部分可以直接以蓝光治疗方式能够穿过绿色荧光层。最终,蓝光和黄光的混合构成了一种白光。

图:一个常见的基于荧光粉的高亮白色LED的内部结构

如图所示,一部分蓝光直接穿过荧光粉层,另一部分穿过荧光粉层时转化为黄光。

图:蓝色和黄色的部分混合在一起,得到白色

基于荧光粉的白光LED的光谱进行分析中,我们教师可以很清楚的看到LED所直接通过激发的蓝光发展部分企业以及一个相对较宽光谱数据分布由荧光粉激发的黄光部分。

在这里,蓝光和黄光结合产生白光,牛顿的色散实验证实了这一现象。

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