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您當(dāng)前的位置：首頁(yè) >> 詳細(xì)信息　　白光LED的本質(zhì)

白光LED的本質(zhì)
LED本身是單色光源，而自然界的白光（陽(yáng)光）的光譜是闊頻帶的，所以LED本身不可能做到。白光LED是通過(guò)發(fā)出三源色的單色光（藍(lán)、綠、紅）或以螢光劑把LED發(fā)出的單色光轉(zhuǎn)化，使整體光譜含為含有三源色的光譜，刺激人眼感光細(xì)胞，使人有看見(jiàn)白光的感覺(jué)。
現(xiàn)在普及的白光LED都采用單一發(fā)光單元發(fā)出波長(zhǎng)較短的光，如藍(lán)或紫外光，再用磷光劑把部份或全部光轉(zhuǎn)化成一頻譜含有綠、紅光等波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光。這種光波波長(zhǎng)轉(zhuǎn)化作用稱為螢光，原理是短波長(zhǎng)的光子（藍(lán)、紫、紫外光）被螢光物質(zhì)（如磷光劑）中的電子吸收后，電子被激發(fā)（跳）至較高能量、不穩(wěn)定的激發(fā)狀態(tài)，之后電子在返回原位時(shí)，一部份能量散失成熱能，一部份以光子形式放出，由于放出的光子能量比之前的小，所以波長(zhǎng)較長(zhǎng)。由于轉(zhuǎn)化過(guò)程中有部份能量化成熱能，造成能量損耗，因此這類白光LED的效率較低。
發(fā)光單元有采用藍(lán)光LED的，也有采用紫外光LED的。日亞化工開發(fā)并從1996年開始生產(chǎn)的白光LED采用藍(lán)光LED作發(fā)光單元，波長(zhǎng)450nm至470nm，磷光劑通常是摻雜了鈰的釔-鋁-鎵（Ce3+:YAG）（實(shí)際上單晶的摻鈰（Ce）的YAG被視為閃爍器多于磷光體。）。LED發(fā)出的部份藍(lán)光由螢光劑轉(zhuǎn)換成黃光為主的較寬光譜（光譜中心約為580nm），由于黃光能刺激人眼中的紅光和綠光受體，加上原有余下的藍(lán)光刺激人眼中的藍(lán)光受體，看起看起來(lái)就像白色光，而其所呈現(xiàn)的色澤常被稱作“月光的白色”。若要調(diào)校淡黃色光的顏色，可以把摻雜在Ce3+:YAG中的鈰（Ce）換作其他稀釋金屬，例如鋱或釓，甚至可以以取代YAG中的部份或全部鋁的模式做到。而基于其光譜的特性，紅色和綠色的物件在這種LED照射下看起來(lái)會(huì)不及闊譜光源照射時(shí)那么鮮明。另外由于生產(chǎn)工藝的波動(dòng)，這種LED的成品的色溫并不統(tǒng)一，從暖的黃色到冷的藍(lán)色都有，所以在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)以其出來(lái)的特性作出區(qū)分。而這種LED發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)是把藍(lán)光LED封進(jìn)混入了磷光劑的環(huán)氧樹脂中而造成，但也有較復(fù)雜的方法，由PhilipsLumileds取得專利的方法便是把磷光劑涂在LED上，值由控制磷光劑的厚度增加效率。

另一種白光LED的發(fā)光原理跟螢光燈是一樣的。發(fā)光單元是紫外光LED，外面包著兩種磷光劑混合物，一種是發(fā)紅光和藍(lán)光的銪，另一種磷光劑是發(fā)綠光的銅和鋁摻雜了硫化鋅。內(nèi)里的紫外光LED發(fā)出的紫外光被外層的磷光劑轉(zhuǎn)換成紅、藍(lán)、綠三色光，混合后就成了白光。但由于紫外線會(huì)使黏合劑中的環(huán)氧樹脂劣化變質(zhì)，所以生產(chǎn)難度較高，而壽命亦較短。與第一種方法比較，因?yàn)樗雇锌怂绢l移（StokesShift）前者較大，光波在轉(zhuǎn)化過(guò)程中有較多被化成熱能，因此效率較低，但好處是光譜的特性較佳，產(chǎn)生的光比較好看。而由于紫外光的LED功率較高，所以其效率雖比較第一種方法低，但出來(lái)的亮度卻相若。
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