led照明光源光譜的研究畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-09-06 06:38本頁面
【正文】 r method improving LED lighting was concluded.In this article, LED lighting chromatography filted by natural yellow pigment was analysed and the filter effect by using the natural yellow pigment was observed. Key words: illumination of LED。 filterII引 言發(fā)光二極管簡稱LED(Light Emitting Diode)。LED由5層非常薄的銦—鎵一氮化物混合半導(dǎo)體材料構(gòu)成，層與層之間由鎵—氮化物分開，其面積僅為1平方毫米。例如銦含量為10%時(shí)可發(fā)出藍(lán)光，20%時(shí)可發(fā)出綠光。LED燈泡的電能利用效率已經(jīng)達(dá)到30%，從理論上講最高可以達(dá)到70%[2]。LED的穩(wěn)定性和長壽命是明顯優(yōu)勢：白熾燈的連續(xù)工作時(shí)間很少可以超過1000小時(shí)，采用電子驅(qū)動(dòng)器的熒光燈管的連續(xù)工作時(shí)間可超過8000小時(shí)，但LED燈能夠無故障工作50000小時(shí)以上。在大自然中，最賞心悅目的之一當(dāng)屬植物花卉的色光。 第一章 緒 論 LED概述 LED的由來發(fā)光二極管，英文名稱：Light Emitting Diode，簡稱LED，是一種電致發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光器件。以12英寸的紅色交通信號(hào)燈為例，在美國本來是采用長壽命，低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。而在新設(shè)計(jì)的燈中，Lumileds公司采用了18個(gè)紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成。藍(lán)光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200500nm。對于InGaN/YAG白色LED，通過改變YAG熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫350010000K的各色白光。最早應(yīng)用半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光原理制成的LED光源問世于20世紀(jì)60年代初。70年代中期，引入元素In和N,使LED產(chǎn)生綠光(λp=555nm)，黃光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm)，光效也提高到1lm/W。使得紅色LED的光效達(dá)到10lm/W。2000年，前者做成的LED在紅、橙區(qū)(λp=615um)的光效達(dá)到100lm/W，而后者制成的LED在綠色區(qū)域(λp=530nm)的光效可以達(dá)到50lm/W。越來越多的地方在應(yīng)用LED燈，LED燈具也越來越完善了[3]。紅綠藍(lán)三色LED按不同的比例混合，可以呈現(xiàn)出自然界美麗的畫面。1968年紅橙黃光LED的發(fā)光效率達(dá)到1lm/W，八十年代其發(fā)光效率達(dá)到10lm/W，近幾年來LED的發(fā)光效率更是達(dá)到幾十上百流明每瓦。從此，LED進(jìn)軍照明領(lǐng)域[4]。我國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所激發(fā)態(tài)物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)起研究了一種以照明為目標(biāo)的有機(jī)白光發(fā)光二極管（WOLED），該二極管是用NPB作綠光和黃光基質(zhì)，用作空穴傳輸材料，CBP（4,4N,N`二咔唑基聯(lián)苯）用作紅光磷光配合物的基質(zhì)材料。隨后浙江大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)儀器國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究的多層芯片白色LED技術(shù)，一個(gè)由四個(gè)高能LED燈色溫混合的LED光源被研究出來[7]。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)PN結(jié)。而光的波長也就是光的顏色，是由形成PN結(jié)的材料決定的。LED日光燈采用最新的LED光源技術(shù)[10]，數(shù)位化外觀設(shè)計(jì)，節(jié)電高達(dá)70%以上，12W的LED日光燈光強(qiáng)相當(dāng)于40W的日光燈管（用于鎮(zhèn)流器和啟輝器，36W的日光燈真正的耗電量為42W至44W）。綠色環(huán)保的半導(dǎo)體電光源，光線柔和，光譜純，有利于使用者的視力保護(hù)及身體健康。1998年發(fā)白光的LED開發(fā)成功。GaN芯片發(fā)藍(lán)光（λp=465nm，Wd=30nm），高溫?zé)Y(jié)制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光射，峰值550nm。 LED基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收，另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光。這種通過藍(lán)光LED得到白光的方法，構(gòu)造簡單、成本低廉、技術(shù)成熟度高，因此運(yùn)用最多。當(dāng)時(shí)研制的LED，所用的材料是GaAsP，其發(fā)光顏色為紅色。然而照明需用的白色光LED僅在近年才發(fā)展起來。因此，LED產(chǎn)品的光輻射危害主要考慮眼睛的近紫外輻射損傷、視網(wǎng)嗅藍(lán)光的光化學(xué)損傷和輻射的熱損傷[11]。隨著芯片功率的提升。尤其是波長440nm左右的藍(lán)光輻射對人眼視網(wǎng)膜產(chǎn)生的光化學(xué)危害性明顯提高，尤其是嬰兒和兒童，眼睛對短波長光的過濾能力不如成年人；而且老年性的視網(wǎng)膜黃斑區(qū)功能性退化與藍(lán)光輻射的傷害也有直接的關(guān)系。所以眼睛長期看LED光源，容易讓人產(chǎn)生頭暈眼花、不舒服的感覺，甚至?xí)斐裳矍鐐?，使得患眼病的機(jī)率會(huì)有所提高[12]。眼球的前面覆蓋著透明的角膜(cornea)，角膜里面有虹膜，最里面有晶狀體。在眼球的內(nèi)部充滿了膠狀的透明的玻璃體。 光線從外界進(jìn)入眼球，通過角膜、房水液、晶狀體和玻璃體到達(dá)視網(wǎng)膜。瞳孔是在虹膜中央開著的一個(gè)圓形小窗，它的直徑是由入射光量來
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