基本介紹
- 中文名：半導體螢光燈
- 內容：白色LED的實質
- 優點：高效節能，綠色環保
- 時間：上個世紀60年代
簡介,發光機理,現狀,趨勢,
簡介
追求高效節能，綠色環保和顯示性好的電光源是科技界持之以恆的目標。從上個世紀60年代開始，LED以驚人的時代得到迅速發展，特別是進入21世紀以後，LED的發展取得了更加令人鼓舞的成就。LED在顯示屏、信號燈、液晶背光源以及取代其他小功率光源上，和其他電光源比上體現出無可比擬的優越性。但是，在目前白顏色大功率LED的發展上，混餚了普通LED和白顏色LED之間的基本屬性，錯誤的把普通LED的優點轉移白顏色LED上，誤認為白顏色LED的使用壽命、發光效率能夠和普通LED一樣，過高估計了它的光效，在電光源領域神化了其功能，似乎只要用了LED 就是高科技，LED 可以解決一起照明問題;使用LED的項目就能夠得到政府的支持，不使用LED的項目就不能夠得到政府的支持;忽略了白顏色LED是半導體螢光燈的基本實質。
發光機理
白顏色LED(半導體螢光燈)是由藍光PN結周圍的螢光粉發出的白光，通常螢光燈是由燈管內的紫外線激發螢光粉發光的，在發光原理上它們完全一致，區別在於普通螢光燈的燈絲由藍光PN結取代。圖3(c)指示出它的工作原理。另外還有通過紫外線LED激發螢光粉產生白光的半導體螢光燈。
LED和目前我們使用的白熾燈、氣體放電燈的發光原理迥然不同。
LED的自發性發光是由於電子和空穴的複合而產生的，這種半導體P-N結的電致發光機理決定了它發出的是單色光，而不可能產生具有連續譜線的白光，用單只LED也不可能產生兩種以上的高亮度單色光。如果需要LED產生白光，只可能先讓LED發出藍光，然後利用螢光粉間接產生寬頻光譜，合成白光。
將某種形式的能量轉化為光能的過程是一種量子轉換過程遵守能量守衡定律。發光過程中的量子效率、量子提取率以及輻射光子的能譜決定了該過程的光效。白光光源運轉時所經歷的量子轉換過程愈多、能量的損失愈大，光效必將降低。
LED發光時載流子複合過程的量子轉換效率雖然很高。但是必需利用螢光粉進行第二次量子轉換才能轉化為白光LED，因而量子效率和量子提取率大為降低，使白光LED光效提高受到限制。
現狀
據測試，當前市售白光LED(半導體螢光燈)的最大總光子轉換效率約在15～25%之間，光效約為45～80 lm/W，穩定工作時實際光效常常都在60 lm/W以下。白光LED(半導體螢光燈)的光效已經達到160lm/W或200lm/W的報導是不可靠，或許他們的測試出了差錯，至於400lm/W的預言對於白光LED(半導體螢光燈)是荒唐的、即使對中心發射波長為555的黃光LED也失之過高。
趨勢
未來真正的白光LED應該是將紅、綠、藍或者更多顏色LED晶片封裝在一起，產生白顏色光的白光LED，它將省去螢光粉的二次發光的轉換過程，光效提高15%以上，效率可以達到150-160Lm/W，同時減少了有害的藍光;光衰和晶片發熱問題得到改善，這種真正的白光LED目前還有許多技術瓶頸，解決這些技術難題還需要比較長的時間。
