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改變電流可以變色,發(fā)光二極管方便地通過(guò)化學(xué)修飾方法,調整材料的能帶結構和帶隙,實(shí)現紅黃綠藍橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的LED,隨著(zhù)電流的增加,可以依次變?yōu)槌壬?,黃色,后為綠色。
早應用半導體P-N結發(fā)光原理制成的LED光源問(wèn)世于20世紀60年代初。當時(shí)所用的材料是GaAsP,發(fā)紅光(λp=650nm),在驅動(dòng)電流為20 毫安時(shí),光通量只有千分之幾個(gè)流明,相應的發(fā)光效率約0.1流明/瓦。 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1流明/瓦。
初LED用作儀器儀表的指示光源,后來(lái)各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用,產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例,在美國本來(lái)是采用命,低光效的140瓦白熾燈作為光源,它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后,光損失90%,只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中,Lumileds公司采用了18個(gè)紅色LED光源,包括電路損失在內,共耗電14瓦,即可產(chǎn)生同樣的光效。
表一列出了目前白色LED的種類(lèi)及其發(fā)光原理。從表中也可以看出某些種類(lèi)的白色LED光源離不開(kāi)四種熒光粉:即三基色稀土紅、綠、藍粉和石榴石結構的黃色粉,在未來(lái)較被看好的是三波長(cháng)光,即以無(wú)機紫外光晶片加R.G.B三顏色熒光粉,用于封裝LED白光,預計三波長(cháng)白光LED有商品化的機機會(huì )。但此處三基色熒光粉的粒度要求比較小,穩定性要求也高,具體應用方面還在探索之中。
在LED業(yè)者中,日亞化學(xué)是早運用上述技術(shù)工藝研發(fā)出不同波長(cháng)的高亮度LED,以及藍紫光半導體激光(Laser Diode;LD),是業(yè)界握有藍光LED專(zhuān)利權的重量級業(yè)者。在日亞化學(xué)取得藍色LED生產(chǎn)及電極構造等眾多基本專(zhuān)利后,堅持不對外提供授權,僅采自行生產(chǎn)策略,意圖占市場(chǎng),使得藍光LED價(jià)格高昂。但其他已具備生產(chǎn)能力的業(yè)者相當不以為然,部分日系LED業(yè)者認為,日亞化工的策略,將使日本在藍光及白光LED競爭中,逐步被歐美及其他國家的LED業(yè)者搶得先機,屆時(shí)將對整體日本LED產(chǎn)業(yè)造成嚴重傷害。因此許多業(yè)者便千方百計進(jìn)行藍光LED的研發(fā)生產(chǎn)。
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