LED技术详细解析

　　LED 发展史

　　1907 年 Henry Joseph Round 第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。由于其发出的黄光太暗，不适合实际应用；更难处在于碳化硅与电致发光不能很好的适应，研究被摒弃了。二十年代晚期 Bernhard Gudden 和 Robert Wichard 在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的的黄磷发光。再一次因发光暗淡而停止。

　　1936 年，George Destiau 出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和广泛的认识，最终出现了“电致发光”这个术语。 二十世纪 50 年代，英国科学家在电致发光的实验中使用半导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的 LED，并于 60 年代面世。据说在早期的试验中，LED 需要放置在液化氮里，更需要进一步的操作与突破以便能高效率的在室温下工作。第一个商用 LED 仅仅只能发出不可视的红外光，但迅速应用于感应与光电领域。 60 年代末，在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光 LED。磷化镓的改变使得 LED 更高效、发出的红光更亮，甚至产生出橙色的光。

　　到 70 年代中期，磷化镓被使用作为发光光源，随后就发出灰白绿光。LED 采用双层磷化镓蕊片（一个红色另一个是绿色）能够发出黄色光。就在此时，俄国科学家利用金刚砂制造出发出黄光的 LED。尽管它不如欧洲的 LED 高效。但在 70 年代末，它能发出纯绿色的光。

　　80 年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度的 LED 的诞生，先是红色，接着就是黄色，最后为绿色。到 20 世纪 90 年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的 LED。 第一个有历史意义的蓝光 LED 也出现在 90 年代早期，再一次利用金钢砂

　　—早期的半导体光源的障碍物。依当今的技术标准去衡量，它与俄国以前的黄光 LED 一样光源暗淡。

　　90 年代中期，出现了超亮度的氮化镓 LED，随即又制造出能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓 Led。 超亮度蓝光蕊片是白光 LED 的核心，在这个发光蕊片上抹上荧光磷，然后荧光磷通过吸收来自蕊片上的蓝色光源再转化为白光。就是利用这种技术制造出任何可见颜色的光。今天在 LED 市场上就能看到生产出来的新奇颜色，如浅绿色和粉红色。 有科学思想的读者到现在可能会意识到 LED 的发展经历了一个漫长而曲折的历史过程。事实上，最近开发的 LED 不仅能发射出纯紫外光而且能发射出真实的“黑色”紫外光。那么 LED 发展史到低能走多远，不得而知。也许某天就能开发出能发 X 射线的 LED。早期的 LED 只能应用于指示灯、早期的计算器显示屏和数码手表。而现在开始出现在超亮度的领域。将会在接下的一段时间继续下去。

　　LED 的分类

　　常见 LED 的分类

　　1. 按发光管发光颜色分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管不适合做指示灯用。

　　2. 按发光管出光面特征分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为 φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm 及 φ20mm 等。国外通常把 φ3mm 的发光二极管记作 T-1；把 φ5mm 的记作 T-1（3/4）；把 φ4.4mm 的记作 T-1（1/4）［6-8］。

　　由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类：

　　1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。

　　2）标准型。通常作指示灯用，其半值角为 20°～45°。

　　3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为 45°～90°或更大，散射剂的量较大。

　　3. 按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。

　　4. 按发光强度和工作电流分有普通亮度的 LED（发光强度小于 10mcd）；超高亮度的 LED（发光强度大于 100mcd）；把发光强度在 10～100mcd 间的叫高亮度发光二极管。一般 LED 的工作电流在十几 mA 至几十 mA，而低电流 LED 的工作电流在 2mA 以下（亮度与普通发光管相同）。

　　白光 LED 介绍

　　白光LED的合成途径大体上有 2 条路可以走，第一条是RGB，也就是红光LED+绿光LED+蓝光LED，LED走RGB合成白光的这种办法主要的问题是绿光的转换效率底，现在红绿蓝LED转换效率分别达到 30%，10%和 25%，白光流明效率可以达到 60lm/w。

　　通过进一步提高蓝绿光 LED 的流明效率，则白光流明效率可达到 200lm/w。由于合成白光所要求的色温和显色指数不同，对合成白光的各色 LED 流明效率有不同的。随着白光 LED 的深