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燈光/照明/LED/光源/燈具/環保/減碳/節能

工作原理

 

        泡發光的原理是鎢絲被電流加熱後發出可見光;日光燈是利用電弧激發水銀原子,使發出紫外線,塗佈在燈管內壁的螢光粉遇到紫外線,便發出可見光。
 
        LED與傳統光源的發光方式則完全不同,LED是一種會發光的二極體。LED 是利用電能直接轉化為光能的原理,在半導體內正負極 2 個端子施加電壓,當電流通過,使電子與電洞相結合時,剩餘能量便以光的形式釋放,我們正是利用這個特性來取代傳統光源。依其使用的材料的不同,其能階高低使光子能量產生不同波長的光,人眼所能接受到各種顏色的光,其波長介於 400-780nm ,在此區間之外則為不可見光,包括紅外光及紫外光 (UV)。LED 在順向偏壓下,電子在接合面流動時,會在再結合而消滅的過程中發光。

        多數LED被稱為Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體,是由Ⅴ族元素(氮N、磷P、砷As等 )與Ⅲ族元素 (鋁Al、鎵Ga、銦In等) 結合而成,以與IC半導體所使用之矽 (Si) 等Ⅳ族元素區別。傳統液相磊晶法 (Liquid Phase Epitaxy, LPE) 與氣相磊晶法 (Vapor Phase Epitaxy, VPE) ,以磷化鎵 (GaP) 或砷化鎵 (GaAs) 為基板,用於生產中低亮度LED及紅外光IrDa晶粒,其亮度在1燭光 (1000mcd) 以下。有機金屬氣相磊晶法 (Metal Organic Vapor Epitaxy, MOCVD) 用於生產高亮度LED,其亮度約在6000-8000mcd。以AlGaInP四種元素為發光層材料在砷化鎵基板上磊晶者,發出紅、橙、黃光之琥珀色系,通稱為四元LED;以GaN為材料所生產的藍、綠光 LED,則稱為氮化物LED,一般以藍寶石 (Sapphire) 為基板,美國大廠CREE則發展出以碳化矽 (SiC) 為基板的製程。
 
       至於控制發出的光色,我們只要利用不同的原料即可輕易的達到目的。我們更可以利用三原色的控制,或是將螢光劑封裝在藍光LED上,使之發出白光。