LED知识问答集锦

精品文档---下载后可任意编辑 百 题 问 答 1、光的本质是什么，物体发光有哪几种方式？ 光是一种能量的形态，它可以从一个物体传播到另一个物体，其中无需任何物质作媒介。通常将这种能量的传递方式谓之辐射，其含义是能量从能源出发沿直线（在同一介质内）向四面八方传播。关于光的本质，早在十七世纪中叶就被牛顿与麦克斯韦分别以“微粒说”、“波动说”进行了详细探讨，并成为当前所公论的光具有“波粒二重性”的理论基础。约100多年前，人们又进一步证实了光是一种电磁波，更严格地说，在极为宽、阔的电磁波谱大家族中。可见光的光波只占有很小的空间，如表1-1所示。其波长范围处在380nm-770nm 表1-1：电磁波谱波长区域 电磁波谱种类 波长范围 nm μm cm M 长波振荡 ＞105 无线电波 1—105 微波 10-1—102 红外线 —103 可见光 380—770 紫外线 10—390 X射线 10-3—50 r射线 10-5—10-1 宇宙射线 ＜10-5 *lm=102cm=106μm=109nm 之间，包含了人眼可辩别的紫、靛、蓝、绿、橙、红七种颜色，它的长波方向是波长范围在微米量级至几十千米的红外线、微波及无线电波区域；它的短波端是紫外线、x射线、r射线，其中r射线的波长已小到可与原子直径相比拟。 物体的发光方式通常可分成二类，即热光与冷光。所谓热光又称之谓热辐射，是指物质在高温下发出的热。在热辐射的过程中，特内部的能量并不改变，通过加热使辐射得以进行下去，低温时辐射红外光、高温时变成白光。众所周知，当钨丝在真空式惰性气氛中加热至很高的温度，即会发出灼眼的白光。其实，太阳光就是一种最为常见的白光，三棱镜可将太阳光分解成上述的七种颜色，实验已证明，只要采纳其中的蓝、绿、红三种颜色，即可合成自然界中所有色彩，包括白色的光，我们通常将蓝、绿、红三种颜色称之为三原色。 冷光是从某种能源在较低温度时所发出的光。发冷光时，某个原子的一个电子受外力作用从基态激发到较高的能态。由于这种状态是不稳定的，该电子通常以光的形式将能量释放出来，回到基态。由于这种发光过程不伴随物体的加热，因此将这种形式的光称之为冷光。按物质的种类与激发的方式不同，冷光可分为各种生物发光、化学发光、光致发光、阴极射线发光、场致发光、电致发光等多种类别。萤火虫、荧光粉、日光灯、EL发光、LED发光等均是一些典型的冷光光源。 2、何谓电致发光？半导体发光为何属冷光？ 所谓电致发光是一种直接电能转换成光能的过程。这种发光不存在尤如白炽灯那样先将电能转变成热能，继而使物体温度升高而发光的现象，故将这种光称之为冷光。通常有二种电致发光现象，EL屏是利用固体在电场作用下的发光现象所制成的光源，荧光材料在电场作用下，导带中的电子被加速到足够高的能量并撞击发光中心，使发光中心激发或电离，激活的发光中心回到基态或与电子复合而发光，荧光材料（ZnS）中不同的激活剂决定了发光的颜色。第二类电致发光又称之为注入式场致发光，LED与LD就属于这类发光过程。电致发光实际上也是一种能量的变换与转移的过程。电场的作用使系统受到激发，将电子由低能态跃迁到高能态，当他们从高能态回到低能态时，根据能量守衡原理，多余的能量将以光的形式释放出来，这就是电致激发发光。发光波长取决于电子的能量差： △E=hν=h·c/λλ （2-1） 其中△E= E1 —E2 ，E是发射光子所具有的能量，以电子伏特为单位。λ为光子波长，以毫微 米为单位。由式（2-1）可知，激发电子的能量差△E越高，所发出的电子波长就越短，颜色发生蓝移，所之，激发电子能量差变小，所发光子的波长就会红移。 4、简单介绍一下LED的进展历史好吗？ 半导体P-N结发光现象的发现，可追溯到上世纪二十年代。法国科学家O.W.Lossow在讨论SiC检波器时，首先观察到了这种发光现象。由于当时在材料制备、器件工艺技术上的限制，这一重要发现没有被迅速利用。直至四十年后，随着Ⅲ-Ⅴ族材料与器件工艺的进步，人们终于研制成功了具有有用价值的发射红光的GaAsP发光二级管，并被GE公司大量生产用作仪器表指示。此后，由于GaAs、Gap等材料讨论与器件工艺的进一步进展，除深红色的LED外，包括橙、黄、黄绿等各种色光的LED器件也大量涌现于市场。 出于多种原因，Gap、GaAsP等LED器件的发光效率很低，光强通常在10mcd以下，只能用作室内显示之用。虽然AlGaAs材料进入间接跃进型区域，发光效率迅速下降。跟随着半导体材料及器件工艺的进步，特别是MOCVD等外延工艺的日益成熟，至上世纪九十年代初，日本日亚化学公司（Nichia）与美国的克雷（Cree）公司通过MOCVD技术分别在蓝宝石与SiC衬底上生长成功了具有器件结构的GaN基LED外延片，并制造了亮度很高的蓝、绿及紫光LED器件。 超高亮度LED器件的出现，为LED应用领域的拓展开辟了极为绚丽的前景。首先是亮度提高使LED器件的应用于从室内走向室外。即使在很强的阳光下，这类cd级的LED管仍能熠熠发亮，色彩斑斓。目前已大量应用于室外大屏幕显示、汽车状态指示、交通信号灯、LCD背光与通用照明领域。超高亮LED的第二个特征是发光波长的扩展，InGaAlP器件的出现使发光波段向短波扩展到570nm的黄绿光区域，而GaN基器件更使发光波长短扩至绿、蓝、紫波段。如此，LED器件不但使世界变得多彩，更有意义的是使固态白色照明光源的制造成为可能。与常规光源相比，LED器件是冷光源，具有很长的寿命与很小的功耗。其次，LED器件还具有体积小，坚固耐用，工作电压低，响应快，便于与计算机相联等优点。统计表明，在二十世纪的最后五年内，高亮LED产品的应用市场一直保持着40%以上的增长率。随着世界经济的复苏以及白色照明光源项目的启动，信任LED的生产与应用会迎来一个更大的高潮。 5、请问照明光源的基本种类与主要性能有哪些？ 1） 照明光源种类 当代照明光源可分成白炽灯，气体放电灯、固态光源三大类。 其详细分类如表5-1所示 2） 主要光源的技术指标（表5-1） 光源种类 光效（lm/w） 显色指数（Ra） 色温（K） 平均寿命（G） 白炽灯 15 100 2800 1000 卤钨灯 25 100 3000 2000-5000 普通荧光灯 70 70 全系列 10000 三基色荧光灯 93 80-98 全系列 12000 紧奏型荧光灯 60 85 全系列 8000 高压汞灯 50 45 3300-4300 6000 金属卤灯物灯 75-95 65-92 3000/4500/5600 6000-20000 高压钠灯 100-120 23/60/85 1950/2200/2500 24000 低压钠灯 200 85 1750 28000 高频无极灯 50-70 85