첫째, LED 조명, 발광 구조 및 작동 원리
50 년 전, 반도체 재료의 기본 지식이 빛을 생산할 수 있다는 것을 알게 되었고, 1960 년에 최초의 상용 다이오드를 생산했다. LED 는 영어 light-emitting diode (발광 다이오드) 의 약어로, 기본 구조는 리드 프레임에 배치된 전기 발광 반도체 재질로, 에폭시 수지로 밀봉하여 내부 코어를 보호하는 역할을 하므로 LED 의 내진 성능이 향상됩니다.
이 LED 칩
핵심 부분은 P 형 반도체와 N 형 반도체, N 형 반도체와 중간층 사이의 P 형 반도체를 pn 매듭이라고 합니다. 일부 반도체 재질의 PN 접합에서 주입된 소수의 유류자와 다수의 유류자가 결합되어 불필요한 에너지를 빛으로 방출하고 전기를 빛 에너지로 직접 변환한다. PN 매듭에 역전압을 더하면 소수의 유류자가 주입하기 어려워 빛을 내지 않는다. 전기 발광을 주입하여 만든 이 다이오드를 발광 다이오드라고 하는데, 이는 속칭 led 원리라고 합니다. 작동 상태 (즉, 양끝에 DC 전압 추가) 일 때, 전류가 LED 양극에서 음극으로 흐를 때, 자외선 반도체 결정체에서 방출되는 적외선은 색상, 광도 및 전류가 다릅니다.
둘째, LED 광원
1 전압 특성. LED 저전압 전원 공급 장치, 전원 전압은 6 ~ 24V 사이이며 제품마다 다르므로 고전압 전원 공급 장치를 사용하는 것보다 더 나은 전원 공급 장치이며 공공 장소의 안전에 특히 적합합니다.
성능: 백열등보다 80% 에너지 절약.
3 적용성: 매우 작고, 코어당 LED 셀당 3-5mm 의 정사각형으로 다양한 모양으로 만들 수 있는 부품이 환경 변수입니다.
4. 안정성: 654.38+100,000 시간, 라이트 감쇠는 초기 값의 50% 입니다.
5 응답 시간: 응답 시간: 백열등 밀리초급 응답 시간, LED 램프 나노초.
환경 오염 6: 유해 금속 수은 없음.
7 가지 색상: 전류를 바꿀 때 화학손질을 통해 색상을 바꿀 수 있고, 발광 다이오드를 통해 재료의 밴드 구조와 밴드 간격을 쉽게 조절할 수 있어 오렌지, 빨강, 노랑, 녹색, 파랑의 다색 발사를 가능하게 한다. 빨간색 LED 로 전류가 증가함에 따라 주황색, 노란색, 저전류가 되어 녹색으로 변할 수 있습니다.
8 가격:. 발광 다이오드는 매우 비싸다. 백열등에 비해 몇 개의 LED 백열등은 모두 매우 비싸며, 보통 신호당 300,500 개의 다이오드이다.
& ltBr 단색 LED 및 그 개발 역사
/> 반도체 PN 접합의 첫 번째 응용; 세 가지 발광 다이오드의 발광 원리는 60 년대 초에 배열된 것이다. 그런 다음 비소화 갈륨, 붉은 빛 (λp= 650nm), 20 mA 구동 전류, 광속은 천분의 몇 루멘에 불과하며 약 0. 1 루멘/와트입니다.
70 년대 중반, In 과 N 원소의 도입으로 녹색광 (P = 555NM), 황광 (P = 590NM), 오렌지광 (P = 6 1 0NM) 이 생겨났고, 발광 효율도/로 높아졌다.
80 년대 초 GaAlAs LED 광원이 나타나 빨간색 LED 가 10 루멘/와트에 도달했습니다.
90 년대 초 붉은 빛이 성공적으로 개발되어 황광의 GaAlInP 와 녹색블루레이의 GaInN 두 가지 신소재를 사용하여 LED 의 발광 효율을 크게 높였다. 2000 년에 전자는 빨간색과 주황색 영역 (λ p = 6 100 nm) 에서 100 루멘/와트의 발광 효율을 나타내고, 후자는 녹색 영역 (λp= 530nm) 에서 발광합니다
4 단색 LED 애플리케이션
처음에는 LED 광원이 계기의 표시기로 사용되었고, 나중에는 LED 신호등과 다양한 빛깔의 대형 스크린 디스플레이가 광범위하게 사용되어 경제적 사회적 효과를 가져왔다. 12 인치 빨간색 신호등을 예로 들어 보겠습니다. 미국은 장수명, 저광효율140W 백열등을 광원으로 사용하여 2000 루멘의 백색광을 생산한다. 적색 필터, 90% 의 광손실, 200 루멘의 붉은 빛만 있습니다. 램프의 새로운 설계에서 Lumileds 는 총 전력 소비량 65,438+04w 를 포함한 65,438+08 개의 빨간색 LED 광원을 사용하여 동일한 조명 효과를 냈습니다.
LED 자동차 신호등도 조명 응용의 중요한 영역이다. 1987 년, 우리 나라는 자동차에 높은 브레이크 램프를 설치하기 시작했다. LED 응답 속도 (나노초급) 로 운전자 뒷차의 운행 상황을 미리 알려서 추돌 사고의 발생을 줄였다.
또한 LED 램프는 야외 빨강, 녹색, 파랑 풀 컬러 디스플레이, 미니손전등 열쇠고리 등에도 적용된다.
5 br, 백색 LED 개발
일반 조명의 경우 흰색 광원이 더 필요합니다. 1998 LED 백색광 개발에 성공했습니다. 이 LED 는 GaN 칩과 YAG 패키지로 되어 있습니다. 질화 갈륨 칩에서 방출되는 블루 레이 (P = 465NM, Wd = 30 nm), Ce3+ 가 포함된 노란색 YAG 형광 가루가 고온으로 소결된 후 블루 레이 발생 시 550nm 의 최고치가 발생합니다. 파란색 LED 칩이 있는 공동 반사 그릇은 YAG 가 섞인 얇은 수지 층으로 덮여 있으며 약 200-500nm 입니다. 형광체 매트릭스에 흡수되고 방전되고, LED 의 파란색 부분이 파란색과 노란색 형광체를 혼합하여 다른 부분을 방출하면 백색광을 얻을 수 있다. 이제 InGaN/YAG 백색광 LED 의 YAG 인광체에서는 화학성분을 변경하고 인광층의 두께를 조절하여 색온도가 3500- 10000 K 이하에서 흰색으로 채색될 수 있습니다.
표 1 에 나열된 백색 LED 의 유형과 전류가 켜집니다. 첫째, 항상 블루레이 싱글 칩과 YAG 옐로우 형광 가루로, 최적의 발광 효율은 약 25 루멘/와트입니다. YAG 레이저는 대부분 일본을 위해 수입되며 가격은 킬로그램당 2000 원입니다. 둘째, 일본 스미토모 전기회사가 아연 브롬 LED 의 재료를 개발했지만 발광 효율이 떨어진다.
표에서 볼 수 있듯이, 일부 유형의 백광 LED 광원은 희토 삼색 빨강, 녹색, 파랑, 빨강, 황분 가닛 구조의 네 가지 형광체 (희토 삼색 빨강, 녹색, 파랑, 빨강, 노랑 가닛 구조) 를 빼놓을 수 없다. 미래는 3 파장 빛, 즉 무기 자외선 칩과 RGB 삼색 형광체의 백광 LED 패키지에 대해 더 낙관적입니다. 올해 3 파장 백색 LED 기계가 상용화를 실현할 것으로 예상된다. 하지만 여기서 삼색 형광 가루는 입자 크기가 작고 안정성이 높아야 하며 구체적인 응용은 아직 탐구 중이다.
표의 백색 LED 칩의 종류와 광원을 자극하는 발광 원리.
InGaN/YAG 레이저의 InGaN 파란색과 노란색 YAG 는 1 개의 파란색 발광 다이오드와 흰색을 혼합합니다.
Br/>; 블루 LED 플루토늄 질화물/인듐 인화물 빨강, 블루레이 여기, 그린블루 삼색 형광체 블루 화이트.
파란색 LED 의 ZnSe 박막 레이어와 라이닝에서 발생하는 노란색 혼합이 백색광을 방출합니다.
자외선 LED 질화 플루토늄/질화물 플루토늄 자외선 여기 형광체 RGB 삼색 형광 가루가 백색광을 방출한다.
2 블루 옐로우 LED 그린 LED 인듐 질화물, 인화는 두 개의 보색 칩을 함께 캡슐화하여 흰색 LED 를 형성한다.
파란색 LED 3 개, 녹색 LED 및 빨간색 LED, 인듐 갈륨 질소의 AlInGaP 삼원색은 작은 칩에 포장되어 흰색 LED 를 형성합니다.
다양한 광색을 가진 여러 LED, 인듐 질화물 및 인화 갈륨의 AlInGaP 이 함께 캡슐화되어 가시광선 영역의 다양한 광 칩을 가로질러 흰색 LED 를 형성합니다.
LED 광원을 사용하여 조명을 비추고, 먼저 전력을 소비하는 백열등을 대체한 다음 점차 전체 조명 시장에 진입하면 많은 에너지를 절약할 수 있다. 최근 단일 백색 LED 는 이미 1 와트를 초과하는 전력을 소비하고 있으며, 광출력은 25 루멘으로 되어 실용성을 높인다. 표 2 와 표 3 에는 백색광 LED 의 향상된 성능이 나와 있습니다. 표 2 단일 흰색 L ED 의 성능 향상 발광 효율 (루멘/와트) 에 대한 설명
19985 호
199 15 백열등과 견줄 만하다.
200 125 텅스텐 상응/>; 2005 50
& lt 브롬 할로겐
장기 개발 목표 표 3 10W 단일 백색 LED 예상
입력 동력
/> 6 대 업종 개요
LED 업계에서 일본은 100 루멘/와트입니다.
라이트 출력의 발광 효율은 1000 루멘/와트입니다.
LTBR 은 처음으로 이 기술을 이용하여 파장이 다른 고휘도 LED, 블루 바이올렛 반도체 레이저 (레이저 다이오드, LD) 를 개발하고 해당 업계에서 헤비급 블루 LED 특허 산업을 보유하고 있습니다. 일본 아란 LED 의 생산, 전극 구조 및 기타 많은 기초 특허는 허가를 제공하지 않고 자산자매 전략만 채택하여 시장을 독점하려고 하는데, 블루 LED 의 가격이 만만치 않다. 그러나 한 산업의 생산능력은 상당히 인정되지 않는다. 일본의 일부 LED 기업의 전략에 따르면 일본은 블루화이트 LED 경쟁에서 점차 선두를 차지할 것이며, 이는 일본 LED 산업 전체에 심각한 피해를 입힐 것이다. 따라서 많은 사업자들이 파란색 LED 생산을 발전시키기 위해 가능한 모든 것을 할 것입니다. 현재, 일아화공과 주우전기 외에도 도요타 합성, Romu, Toshiba, 샤프, 코예, 세계 3 대 조명공장, 특이점, 필립스, 오스랑, HP, Siemens, 연구, 안과에는 투자제품 개발과 생산, 산업화와 시장화한 백광LED 제품이 있다