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發(fā)光二極管是一種常用的發(fā)光器件,通過(guò)電子與空穴復(fù)合釋放能量發(fā)光,它在照明領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 [1] 發(fā)光二極管可地將電能轉(zhuǎn)化為光能,在現(xiàn)代社會(huì)具有廣泛的用途,如照明、平板顯示、醫(yī)療器件等。這種電子元件早在1962年出現(xiàn),早期只能發(fā)出低光度的紅光,之后發(fā)展出其他單色光的版本,時(shí)至今日能發(fā)出的光已遍及可見(jiàn)光、紅外線及紫外線,光度也提高到相當(dāng)?shù)墓舛?。而用途也由初時(shí)作為指示燈、顯示板等;隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,發(fā)光二極管已被廣泛地應(yīng)用于顯示器和照明。
發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成,也具有單向?qū)щ娦浴.?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后,從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子,在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合,產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。
在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中,注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái),從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓,少數(shù)載流子難以注入,故不發(fā)光。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)(即兩端加上正向電壓),電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí),半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線,光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。
LED燈內(nèi)部不含有任何的汞等重金屬材料,但是白熾燈中含有,這就體現(xiàn)了LED燈環(huán)保的特點(diǎn)?,F(xiàn)在的人都十分重視環(huán)保,所以,會(huì)有更多的人愿意選擇環(huán)保的LED燈。LED燈還有一個(gè)的特點(diǎn),就是反應(yīng)的速度比較快。只要一接通電源,LED燈馬上就會(huì)亮起來(lái)。對(duì)比我們平時(shí)使用的節(jié)能燈,其反應(yīng)速度更快,在打開(kāi)傳統(tǒng)燈泡時(shí),往往需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能照亮房間,在燈泡的發(fā)熱之后,才能亮起來(lái)。
LED發(fā)光強(qiáng)度是表征它在某個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)弱,由于LED在不同的空間角度光強(qiáng)相差很多,隨之而來(lái)我們研究了LED的光強(qiáng)分布特性。這個(gè)參數(shù)實(shí)際意義很大,直接影響到LED顯示裝置的小觀察角度。比如體育場(chǎng)館的LED大型彩色顯示屏,如果選用的LED單管分布范圍很窄,那么面對(duì)顯示屏處于較大角度的觀眾將看到失真的圖像。而且交通標(biāo)志燈也要求較大范圍的人能識(shí)別。
對(duì)于LED的光譜特性我們主要看它的單色性是否優(yōu)良,而且要注意到紅、黃、藍(lán)、綠、白色LED等主要的顏色是否。因?yàn)樵谠S多場(chǎng)合下,比如交通信號(hào)燈對(duì)顏色就要求比較嚴(yán)格,不過(guò)據(jù)觀察我國(guó)的一些LED信號(hào)燈中綠色發(fā)藍(lán),紅色的為深紅,從這個(gè)現(xiàn)象來(lái)看我們對(duì)LED的光譜特性進(jìn)行研究是非常必要而且很有意義的。
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