藍光LED
來源：作者：日期：2017-11-21 15:06:28點擊：6531次
藍色發(fā)光二極管是氮化鎵二極管，發(fā)光二極管由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光，氮化鎵二極管發(fā)藍光。
目錄
1、藍光LED諾貝爾獎
2、藍光LED意義
3、藍光LED功能
4、藍光LED特性
5、藍光LED特點
6、藍光LED構成原理
7、藍光LED性能要求
8、LED藍光危害
9、藍光LED應用
藍光LED諾貝爾獎：
2014年度諾貝爾物理學獎授予來自三名來自美國和日本的科學家，以表彰他們發(fā)明了藍光LED技術。赤崎勇，天野浩以及中村修二在上世紀90年代分別獨立開發(fā)出藍光LED技術。
將新開發(fā)的藍光LED光源與已有的紅光與綠光LED光源，人們終于可以通過三原色原理產生更加自然和實用的白光照明光源。這三位獲獎人將共同分享800萬瑞典克朗(約合120萬美元)的獎金。
藍光LED意義：
紅色、綠色發(fā)光二極管在上世紀中葉已經問世，但要把發(fā)光二極管用于照明，必須發(fā)明藍色發(fā)光二極管，因為有了紅、綠、藍三原色后，才能產生照亮世界的白色光源。藍色發(fā)光二極管的制備技術困擾了人類30多年。
上世紀80年代，在日本名古屋大學工作的赤崎勇和天野浩選擇氮化鎵材料，向藍色發(fā)光二極管這個世界難題發(fā)起挑戰(zhàn)。1986年，兩人首次制成高質量的氮化鎵晶體；1989年首次研發(fā)成功藍光LED。
從1988年起，當時在日亞化學公司工作的中村修二也開始研發(fā)藍光二極管。與兩位日本同行一樣，他選擇的也是氮化鎵材料，但在技術路線上并不相同。上世紀90年代初，中村修二也研制出了藍色發(fā)光二極管。與名古屋大學團隊相比，他發(fā)明的技術更簡單，成本也更低。
至此，將LED用于照明的最大技術障礙已被掃除，被譽為“人類歷史上第四代照明”的LED燈呼之欲出。
按照諾獎評選委員會的說法，這項只有“20歲”的“年輕”發(fā)明之所以獲獎，是因為這種用全新方式創(chuàng)造的白色光源已經“讓我們所有人受益”。“他們的發(fā)明具有革命性，”聲明說，“白熾燈點亮了20世紀，21世紀將由LED燈點亮。”
與白熾燈、熒光燈相比，LED能耗更低，壽命更長，而且可實現智能化操控，是節(jié)能環(huán)保的“綠色照明”。因此進入市場后，呈現爆發(fā)式增長。國家半導體照明應用系統工程技術研究中心經理楊潔翔介紹，我國2010年的LED產值是700多億元； 而到了2013年，全年產值猛增到5000多億元。家庭、辦公、道路等各種場所的照明以及絢爛的景觀燈光，這些市場“主力軍”如今都是LED。“前幾年談到LED，我們需要對公眾進行科普，現在家里裝修，老百姓都會考慮買這種比傳統節(jié)能燈更節(jié)能的燈具。”
藍光LED功能：
正是由于藍色LED的發(fā)明為人類帶來新“光明”，今年諾貝爾物理學獎授予了三位為LED照明起到奠基作用的科學家。
值得一提的是，中村修二與上海科研機構有著密切合作。作為國家半導體照明應用系統工程技術研究中心顧問、復旦大學兼職教授，他推動了LED在上海世博會的應用，并正在幫助上?？蒲袌F隊研發(fā)半導體藍色激光器，為新一代“激光電視”提供核心部件。
藍光LED特性：
與白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很?。ㄓ械膬H零點幾毫安即可發(fā)光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調制通過的電流強弱可以方便地調制發(fā)光的強弱。由于有這些特點，發(fā)光二極管在一些光電控制設備中用作光源，在許多電子設備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用7條條狀的發(fā)光管組成7段式半導體數碼管，每個數碼管可顯示0～9，10個阿拉伯數字以及A，B，C，D，E，F等部分字母（必須區(qū)分大小寫）。
藍光LED特點：
節(jié)能、壽命長、亮度高
藍光LED構成原理：
發(fā)光二極管主要由PN結芯片、電極和光學系統組成。其發(fā)光過程包括三部分：正向偏壓下的載流子注入、復合輻射和光能傳輸。微小的半導體晶片被封裝在潔凈的環(huán)氧樹脂物中，當電子經過該晶片時，帶負電的電子移動到帶正電的空穴區(qū)域并與之復合，電子和空穴消失的同時產生光子。電子和空穴之間的能量（帶隙）越大，產生的光子的能量就越高。光子的能量反過來與光的顏色對應，可見光的頻譜范圍內，藍色光、紫色光攜帶的能量最多，桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由于不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發(fā)出不同顏色的光。
1973年，在松下電器公司東京研究所的赤崎勇開始了藍光LED的研究。后來，赤崎勇和弟子天野浩在名古屋大學合作進行了藍光LED的基礎性研發(fā)，1989年首次研發(fā)成功了藍光LED。1993年，在日本日亞化工（Nichia）工作的中村修二成功把氮滲入，發(fā)明了基于寬禁帶半導體材料氮化鎵（GaN）和銦氮化稼（InGaN）的具有商業(yè)應用價值的藍光LED，從而引發(fā)了照明技術革新，這類LED在1990年代后期得到廣泛應用。
藍光LED性能要求：
7.1高可靠性特別像LED路燈的驅動電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費也大。
7.2高效率LED是節(jié)能產品，驅動電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內的結構，尤為重要。因為LED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降，所以LED的散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。
7.3高功率因素功率因素是電網對負載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒有強制性指標。雖然功率不大的單個用電器功率因素低一點對電網的影響不大，但晚上大家點燈，同類負載太集中，會對電網產生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅動電源，據說不久的將來，也許會對功率因素方面有一定的指標要求。
7.4驅動方式通行的有兩種：其一是一個恒壓源供多個恒流源，每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電，LED串聯或并聯運行。它的優(yōu)點是成本低一點，但靈活性差，還要解決某個LED故障，不影響其他LED運行的問題。這兩種形式，在一段時間內并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。
7.5浪涌保護LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶外，如LED路燈。由于電網負載的啟甩和雷擊的感應，從電網系統會侵入各種浪涌，有些浪涌會導致LED的損壞。因此LED驅動電源要有抑制浪涌的侵入，保護LED不被損壞的能力。
7.6保護功能電源除了常規(guī)的保護功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋，防止LED溫度過高。
7.7防護方面燈具外安裝型，電源結構要防水、防潮，外殼要耐曬。
7.8驅動電源的壽命要與LED的壽命相適配。
7.9要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。
LED藍光有危害嗎？
一般LED發(fā)的光只有“RGB”這3種顏色，而B表示blue，就是藍光。
那么藍光在哪里呢，可見光的波長范圍是在400納米到700納米之間，而從400納米開始到500納米的波長范圍就是藍光。
但是我們平時家用的白光是如何產生的呢，因為藍光光子的能量高，所以用它來激發(fā)熒光，一般用藍光LED產品的藍光燈打在熒光粉上產生黃光，黃光被藍光激發(fā)出來后，他們一起從LED里射出來，我們會感覺好像是看到了白光，其實是藍與黃兩種顏色混合在一起的復合光。
正因為這個原理，很多廠家為了提高白光LED的亮度，直接提高藍光的強度，這樣黃光相應增加，最后形成的白光亮度也就增加了，但這就造成了藍光過量。
藍光對視網膜的影響，人的眼睛用來接收光的組織叫做視網膜，如果光源中的400-500納米藍光波段亮度過高，眼睛長時間直視光源后可能引起視網膜的光化學損傷。人的眼睛為什么不能接受藍光LED發(fā)出的“過量藍光"呢，因為人類是在太陽系里進化出來的，太陽光的中心波長在550納米左右，而藍光LED中心波長是465納米，偏離了太陽光的中心波長，所以我們人類的眼睛不能接受”過量“藍光。
一般來說，正規(guī)廠家經過國家質檢上市的產品，不會存在藍光過量的隱患。但有一些LED燈的生產商并不注意控制藍光的強度，他們所生產的LED燈具中藍光是”過量“的，對眼睛存在藍光輻射損害。
藍光LED應用：
在LED于20世紀60年代問世到80年代之前這10多年中，LED只有紅、黃、綠幾種顏色，發(fā)光效率很低(僅約1 lm/W)，亮度比較低，而且價格高，人們只是將其用作電子產品的指示燈。從LED發(fā)展和應用歷程上看，這一時期為LED的指示應用階段。
9.1交流電源指示燈
該電路只要連接220V/50Hz的交流供電線路，LED就會被點亮，指示電源接通。限流電阻R的阻值為220V/IF。
9.2交流開關指示燈
用LED作白熾燈開關指示燈的電路，當開關斷開燈泡熄滅時，電流經R、LED 和燈泡EL形成回路，LED亮，方便人們在黑暗中找到開關。此時曲于回路中的電流很小，燈泡是不會亮9.3交流電源插座指示燈
用雙色(共陰極) LED作交流電源插座指示燈的電路。插座的供電由開關S控制。當紅光LED亮時，插座無電;當綠光LED亮時，插座有電。
9.4保險管座指示燈
LED用作工廠設備配電箱保險管座指示燈的電路。當保險管完好時，LED不亮;當保險管熔斷時，LED會被點亮，以指示用戶是哪一個熔斷器已被燒斷，以便更換。這對于用肉眼無法觀察好壞的瓷芯式熔斷器來說是非常方便的。
| 中文名 | 用 途 | 材 料 | 分 類 |
| 藍色發(fā)光二極管 | 照明、廣告燈、指引燈、屏幕 | 氮化鎵 | 發(fā)光二極管 |
目錄
1、藍光LED諾貝爾獎
2、藍光LED意義
3、藍光LED功能
4、藍光LED特性
5、藍光LED特點
6、藍光LED構成原理
7、藍光LED性能要求
8、LED藍光危害
9、藍光LED應用
藍光LED諾貝爾獎：
2014年度諾貝爾物理學獎授予來自三名來自美國和日本的科學家，以表彰他們發(fā)明了藍光LED技術。赤崎勇，天野浩以及中村修二在上世紀90年代分別獨立開發(fā)出藍光LED技術。
將新開發(fā)的藍光LED光源與已有的紅光與綠光LED光源，人們終于可以通過三原色原理產生更加自然和實用的白光照明光源。這三位獲獎人將共同分享800萬瑞典克朗(約合120萬美元)的獎金。
藍光LED意義：
紅色、綠色發(fā)光二極管在上世紀中葉已經問世，但要把發(fā)光二極管用于照明，必須發(fā)明藍色發(fā)光二極管，因為有了紅、綠、藍三原色后，才能產生照亮世界的白色光源。藍色發(fā)光二極管的制備技術困擾了人類30多年。
上世紀80年代，在日本名古屋大學工作的赤崎勇和天野浩選擇氮化鎵材料，向藍色發(fā)光二極管這個世界難題發(fā)起挑戰(zhàn)。1986年，兩人首次制成高質量的氮化鎵晶體；1989年首次研發(fā)成功藍光LED。
從1988年起，當時在日亞化學公司工作的中村修二也開始研發(fā)藍光二極管。與兩位日本同行一樣，他選擇的也是氮化鎵材料，但在技術路線上并不相同。上世紀90年代初，中村修二也研制出了藍色發(fā)光二極管。與名古屋大學團隊相比，他發(fā)明的技術更簡單，成本也更低。
至此，將LED用于照明的最大技術障礙已被掃除，被譽為“人類歷史上第四代照明”的LED燈呼之欲出。
按照諾獎評選委員會的說法，這項只有“20歲”的“年輕”發(fā)明之所以獲獎，是因為這種用全新方式創(chuàng)造的白色光源已經“讓我們所有人受益”。“他們的發(fā)明具有革命性，”聲明說，“白熾燈點亮了20世紀，21世紀將由LED燈點亮。”
與白熾燈、熒光燈相比，LED能耗更低，壽命更長，而且可實現智能化操控，是節(jié)能環(huán)保的“綠色照明”。因此進入市場后，呈現爆發(fā)式增長。國家半導體照明應用系統工程技術研究中心經理楊潔翔介紹，我國2010年的LED產值是700多億元； 而到了2013年，全年產值猛增到5000多億元。家庭、辦公、道路等各種場所的照明以及絢爛的景觀燈光，這些市場“主力軍”如今都是LED。“前幾年談到LED，我們需要對公眾進行科普，現在家里裝修，老百姓都會考慮買這種比傳統節(jié)能燈更節(jié)能的燈具。”
藍光LED功能：
正是由于藍色LED的發(fā)明為人類帶來新“光明”，今年諾貝爾物理學獎授予了三位為LED照明起到奠基作用的科學家。
值得一提的是，中村修二與上海科研機構有著密切合作。作為國家半導體照明應用系統工程技術研究中心顧問、復旦大學兼職教授，他推動了LED在上海世博會的應用，并正在幫助上?？蒲袌F隊研發(fā)半導體藍色激光器，為新一代“激光電視”提供核心部件。
藍光LED特性：
與白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很?。ㄓ械膬H零點幾毫安即可發(fā)光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調制通過的電流強弱可以方便地調制發(fā)光的強弱。由于有這些特點，發(fā)光二極管在一些光電控制設備中用作光源，在許多電子設備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用7條條狀的發(fā)光管組成7段式半導體數碼管，每個數碼管可顯示0～9，10個阿拉伯數字以及A，B，C，D，E，F等部分字母（必須區(qū)分大小寫）。
藍光LED特點：
節(jié)能、壽命長、亮度高
藍光LED構成原理：
發(fā)光二極管主要由PN結芯片、電極和光學系統組成。其發(fā)光過程包括三部分：正向偏壓下的載流子注入、復合輻射和光能傳輸。微小的半導體晶片被封裝在潔凈的環(huán)氧樹脂物中，當電子經過該晶片時，帶負電的電子移動到帶正電的空穴區(qū)域并與之復合，電子和空穴消失的同時產生光子。電子和空穴之間的能量（帶隙）越大，產生的光子的能量就越高。光子的能量反過來與光的顏色對應，可見光的頻譜范圍內，藍色光、紫色光攜帶的能量最多，桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由于不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發(fā)出不同顏色的光。
1973年，在松下電器公司東京研究所的赤崎勇開始了藍光LED的研究。后來，赤崎勇和弟子天野浩在名古屋大學合作進行了藍光LED的基礎性研發(fā)，1989年首次研發(fā)成功了藍光LED。1993年，在日本日亞化工（Nichia）工作的中村修二成功把氮滲入，發(fā)明了基于寬禁帶半導體材料氮化鎵（GaN）和銦氮化稼（InGaN）的具有商業(yè)應用價值的藍光LED，從而引發(fā)了照明技術革新，這類LED在1990年代后期得到廣泛應用。
藍光LED性能要求：
7.1高可靠性特別像LED路燈的驅動電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費也大。
7.2高效率LED是節(jié)能產品，驅動電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內的結構，尤為重要。因為LED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降，所以LED的散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。
7.3高功率因素功率因素是電網對負載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒有強制性指標。雖然功率不大的單個用電器功率因素低一點對電網的影響不大，但晚上大家點燈，同類負載太集中，會對電網產生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅動電源，據說不久的將來，也許會對功率因素方面有一定的指標要求。
7.4驅動方式通行的有兩種：其一是一個恒壓源供多個恒流源，每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電，LED串聯或并聯運行。它的優(yōu)點是成本低一點，但靈活性差，還要解決某個LED故障，不影響其他LED運行的問題。這兩種形式，在一段時間內并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。
7.5浪涌保護LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶外，如LED路燈。由于電網負載的啟甩和雷擊的感應，從電網系統會侵入各種浪涌，有些浪涌會導致LED的損壞。因此LED驅動電源要有抑制浪涌的侵入，保護LED不被損壞的能力。
7.6保護功能電源除了常規(guī)的保護功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋，防止LED溫度過高。
7.7防護方面燈具外安裝型，電源結構要防水、防潮，外殼要耐曬。
7.8驅動電源的壽命要與LED的壽命相適配。
7.9要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。
LED藍光有危害嗎？
一般LED發(fā)的光只有“RGB”這3種顏色，而B表示blue，就是藍光。
那么藍光在哪里呢，可見光的波長范圍是在400納米到700納米之間，而從400納米開始到500納米的波長范圍就是藍光。
但是我們平時家用的白光是如何產生的呢，因為藍光光子的能量高，所以用它來激發(fā)熒光，一般用藍光LED產品的藍光燈打在熒光粉上產生黃光，黃光被藍光激發(fā)出來后，他們一起從LED里射出來，我們會感覺好像是看到了白光，其實是藍與黃兩種顏色混合在一起的復合光。
正因為這個原理，很多廠家為了提高白光LED的亮度，直接提高藍光的強度，這樣黃光相應增加，最后形成的白光亮度也就增加了，但這就造成了藍光過量。
藍光對視網膜的影響，人的眼睛用來接收光的組織叫做視網膜，如果光源中的400-500納米藍光波段亮度過高，眼睛長時間直視光源后可能引起視網膜的光化學損傷。人的眼睛為什么不能接受藍光LED發(fā)出的“過量藍光"呢，因為人類是在太陽系里進化出來的，太陽光的中心波長在550納米左右，而藍光LED中心波長是465納米，偏離了太陽光的中心波長，所以我們人類的眼睛不能接受”過量“藍光。
一般來說，正規(guī)廠家經過國家質檢上市的產品，不會存在藍光過量的隱患。但有一些LED燈的生產商并不注意控制藍光的強度，他們所生產的LED燈具中藍光是”過量“的，對眼睛存在藍光輻射損害。
藍光LED應用：
在LED于20世紀60年代問世到80年代之前這10多年中，LED只有紅、黃、綠幾種顏色，發(fā)光效率很低(僅約1 lm/W)，亮度比較低，而且價格高，人們只是將其用作電子產品的指示燈。從LED發(fā)展和應用歷程上看，這一時期為LED的指示應用階段。
9.1交流電源指示燈
該電路只要連接220V/50Hz的交流供電線路，LED就會被點亮，指示電源接通。限流電阻R的阻值為220V/IF。
9.2交流開關指示燈
用LED作白熾燈開關指示燈的電路，當開關斷開燈泡熄滅時，電流經R、LED 和燈泡EL形成回路，LED亮，方便人們在黑暗中找到開關。此時曲于回路中的電流很小，燈泡是不會亮9.3交流電源插座指示燈
用雙色(共陰極) LED作交流電源插座指示燈的電路。插座的供電由開關S控制。當紅光LED亮時，插座無電;當綠光LED亮時，插座有電。
9.4保險管座指示燈
LED用作工廠設備配電箱保險管座指示燈的電路。當保險管完好時，LED不亮;當保險管熔斷時，LED會被點亮，以指示用戶是哪一個熔斷器已被燒斷，以便更換。這對于用肉眼無法觀察好壞的瓷芯式熔斷器來說是非常方便的。
