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LED显示屏中所用的蓝色与绿色芯片解析转载：中国LED显示屏网LED的工作原理是在正向导通的情况下，注入二极管P/N节区的电子和空穴相遇复合，将电势能转换为光能。
所发出光子的波长（也就是光的颜色）是由半导体的能带宽度决定的，通俗地讲，半导体能带宽度越宽，发出的光子能量越大，对应的波长越短，简单的换算关系是：（nm）。
当前蓝、绿光LED器件的材料基础是III族氮化物半导体，也就是GaN为主，InN、AlN为辅的四元AlGaInN合金体系，目前，绝大部分蓝、绿光LED芯片的量子阱发光层材料是由InxGa1-xN合金和GaN组成的，由于InxGa1-xN合金的能带宽度随着InN的比例x变化，可以在3.4eV（对应GaN的能带宽度）和0.7eV（对应InN的能带宽度）调整，所以理论上这个材料体系可以覆盖整个可见光光谱区域。
但是，目前的材料制备技术是基于GaN晶体的外延层生长技术，只能生长含InN组份较低的合金材料。
InxGa1-xN合金在InN的组份x>15%以后，晶体质量急剧下降。
实际上，目前工业界的技术水平通常做到蓝光芯片的电光转换效率大约是绿光的2倍，就是因为前者的InN组份远小于后者，绿光器件中InN的组份估计已经在30%以上（InGaN合金材料精确组份的测定目前在学术界还是一个疑难科学问题）。
也就是说，目前的技术还很难通过继续增加InN的组份，使得InGaN合金器件能高效率地发出红光。
但值得庆幸的是，早在上个世纪90年代，III族磷化物体系（也通常表述为四元体系，AlGaInP）已经成为红、黄光LED 器件成熟的材料基础。
这两个材料体系的基本物理特征以及其所含元素在周期表中的位置。
III族氮化物半导体材料目前工业化制备是通过金属有机物化学气相沉积（metal-organic chemical vapor deposition,MOCVD）来实现的。
该技术的基本原理是通过在密闭化学反应腔中引入高纯度的金属有机源（MO源）和氨气（NH3），使其在加热的衬底基板（一般选择蓝宝石做衬底）上生长出高质量的晶体。
LED光源简述LED光源摘要：发光⼆极管(LED)作为⼀种新型绿⾊光源被⼴泛地应⽤于诸多领域，本⽂阐述了LED的发光原理、优缺点、加⼯⼯艺、应⽤领域以及发展前景。
关键词：LED；绿⾊光源；环保节能；寿命长第53届世界博览会在中国上海市举⾏，世博期间璀璨的夜景给⼈们留下了深刻的印象，尤其是5⽉4⽇晚上“LED夜间⾳乐灯光秀”与⽓势恢弘的现场演出的完美结合，营造出如诗如画的“春江花⽉夜”氛围，为参观者呈现了⼀场美轮美奂的视觉盛宴。
承担这项任务的是光源家族的新秀：发光⼆极管LED。
整个世博会⽤了10.3亿个LED芯⽚。
负责夜景照明总体规划的同济⼤学郝洛西教授说：“它们共同点亮了上海世博会”。
下⾯我们就来谈谈这⼀新型光源的原理、特点以及在现实⽣活中的各种应⽤。
（⼀）LED简介LED(Lighting Emitting Diode)即发光⼆极管，是⼀种半导体发光器件，由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成，它可以直接把电能转化为光能。
它利⽤固体半导体芯⽚作为发光材料，基本结构是⼀块电致发光的半导体材料，置于⼀个有引线的架⼦上，四周⽤环氧树脂密封，保护内部芯线。
发光⼆极管的核⼼部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶⽚。
当有正向电流通过导线作⽤于这个晶⽚的时候，电⼦就会被推向P区，在P区⾥电⼦跟空⽳复合，然后就会以光⼦的形式发出能量，辐射出可见光。
⽽加反向电压时，少数载流⼦难以注⼊，故不发光，反向击穿电压约为5V。
光的颜⾊由形成PN结的材料决定（磷砷化镓⼆极管发红光,磷化镓⼆极管发绿光,碳化硅⼆极管发黄光）。
在很⼤的⼯作电流范围内，发光⼆极管的亮度随电流的增⼤⽽提⾼。
（⼆）LED的优点2.1亮度⾼1W LED=3W CFL(节能灯）=15W⽩炽灯3W LED=8W CFL(节能灯）=25W⽩炽灯4W LED=11W CFL(节能灯）=40W⽩炽灯8W LED=15W CFL(节能灯）=75W⽩炽灯12W LED=20W CFL(节能灯）=100W⽩炽灯2.2发光效率⾼⽬前普通⽩炽灯的发光效率为120lm／w，荧光灯为50~70lm／w，螺旋节能灯为60lm /ｗ，⽽⽬前⽩光LED的发光效率已经达到100~200lm／w，远远⾼于其它照明光源的发光效率，并且其光的单⾊性好，所发的光⼤多都在可见光⾊谱内。
LED 概述LED （发光二极管），是一种半导体固体发光器件。
利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫和白色的光。
LED产品就是利用LED作为光源制造出来的高科技产品LED作为一个发光器件，之所以备受人们关注，是有其较其他发光器件优越的方面，归纳起来LED有下列一些优点：(1) 工作寿命长：LED作为一种导体固体发光器件，较之其他发光器具有更长的工作寿命。
其亮度半衰期通常可达到十万小时。
如用LED替代传统的汽车用灯，那么它的寿命将远大于汽车车体的寿命，具有终身不用修理与更换的特点。
(2) 耗电低：LED是一种低压工作器件，因此在同等亮度下，耗电最小，可大量降低能耗。
相反，随着今后工艺和材料的发展，将具有更高的发光效率。
人们做过计算，假如日本的照明灯具全部用LED替代，则可减少两座大型电厂，从而对环境保护十分有利。
(3) 响应时间快：LED一般可在几十毫秒内响应，因此是一种高速器件，这也是其他光源望尘莫及的。
采用LED制作汽车的高位刹车灯的高速状态下，大大提高了汽车的安全性。
(4) 体积小、重量轻、耐抗击：这是半导体固体器件的固有特点。
所以LED可以被制作到各类清晰精致的显示器件。
(5) 易于调光、调色、可控性大：LED作为一种发光器件，可以通过流过电流的变化控制亮度，也可通过不同波长LED的配置实现色彩的变化与调节。
因此用LED组成的光源或显示屏，易于通过电子控制来达到各种应用的需要。
另外，LED光源的应用原则上不受窨的限制，可塑性极强，可以任意延伸，实现积木式拼装。
目前大屏幕的彩色显示屏非LED莫属综上所述，LED节能环保的特性，必将成为未来照明的主要领导者，无论从环境保护还是从企业的效益来讲，LED都是一个潜在市场，而且相当的大，只是目前LED 在功能上的成本花销很大，价格上比普通的灯泡要贵很大，但是从长远意义来讲，LED 长寿命换修理节能，这些优越的特性，会为我们带来很好的效益。
三基色荧光粉发光原理详解1. 引言三基色荧光粉（Tricolor phosphor）是指由红、绿、蓝三种不同颜色的荧光粉组合而成的一种发光材料。
它在显示技术、照明、荧光灯等领域得到广泛应用。
三基色荧光粉的发光原理是基于荧光效应，即通过吸收外部能量激发内部电子跃迁，从而发出特定波长的光。
本文将详细解释三基色荧光粉发光的基本原理。
2. 荧光效应荧光效应是指物质在吸收能量后，通过非辐射跃迁的方式将能量释放出来，发出特定波长的光。
荧光效应的基本原理是能级的跃迁。
物质的电子在不同能级之间跃迁时，会吸收或释放能量，其中包括电子的激发、激发态的寿命以及光的发射等过程。
3. 三基色荧光粉的组成三基色荧光粉由三种不同颜色的荧光粉组合而成，分别是红色、绿色和蓝色荧光粉。
每种荧光粉都能吸收特定波长的光，并发出相应颜色的光。
通过调整三种荧光粉的比例，可以实现各种颜色的发光效果。
4. 红色荧光粉发光原理红色荧光粉主要由钇铝石榴石（YAG:Ce）组成。
钇铝石榴石是一种稀土离子掺杂的晶体材料，它具有很高的发光效率和较长的激发寿命。
红色荧光粉在被激发后，钇铝石榴石中的铈离子（Ce3+）被激发到高能级。
在铈离子的激发态，它会通过非辐射跃迁的方式将能量释放出来，发出红色的光。
5. 绿色荧光粉发光原理绿色荧光粉通常由硫化锌（ZnS）和铜（Cu）组成。
硫化锌是一种半导体材料，它具有很高的荧光效率和较长的激发寿命。
当绿色荧光粉被激发时，硫化锌中的电子被激发到导带，形成激子。
激子在激发态的寿命较长，会通过非辐射跃迁的方式将能量释放出来，发出绿色的光。
6. 蓝色荧光粉发光原理蓝色荧光粉通常由硫化锌（ZnS）和铜（Cu）掺杂钡（Ba）组成。
蓝色荧光粉的发光原理与绿色荧光粉类似，都是基于硫化锌中的激子发光。
不同之处在于，蓝色荧光粉通过掺杂钡元素，改变了硫化锌的晶格结构，从而使得蓝色荧光粉发出蓝色的光。
7. 三基色荧光粉的混合在显示技术中，通过将红色、绿色和蓝色荧光粉混合在一起，可以实现各种颜色的发光效果。
绿光激光模组的结构和工作原理绿光模组由激光晶体和非线性晶体结合在一起，在激光谐振腔中，利用808nm波长的LD泵浦光经过激光晶体（YVO4晶体）的增益作用生成1064nm的激光，再经过非线性晶体的倍频作用就可以产生532nm 的绿色激光。
一结构及部件通过对绿光激光模组的分解，该模组主要由以下部件组成：1.LD 2.后压盖 3.衬套 4.聚光镜支架 5.LD主体 6.聚光镜 7.垫片 8.通光管 9.发散镜支架 10.发散透镜 11.出光管 12.出光透镜支架 13.聚光透镜 14.出光透镜挡圈 15.胶合器件二工作过程及原理首先808nm的光由LD1发出，该LD的功率大小是和最后出来的绿光的功率相对应的；若要求出光功率大则LD的功率也得加大，功率要求比较小时，LD的功率就要求小一点。
出光功率取决于LD的功率和胶合器件15的质量。
在LD1和聚光透镜6之间有一件衬套3，该衬套的作用一是固定LD，二是调整LD和聚光透镜之间的距离。
两片平凸聚光透镜6粘贴在聚光镜支架4上面，该聚光透镜片材质是PMMA,化学名称聚甲基丙烯酸甲酯，俗称“压克力”有机玻璃，是塑料的一种，具有较好的透光性。
规格是∮4.5×1.66.其主要作用是将LD发出的光聚集后射向胶合器件15，以便获得最大的功率转换。
后压盖2通过螺纹连接把LD1、衬套3、聚光镜支架4压在LD主体5的腔体里面。
在LD主体的发光端的外面粘接着一垫片7，1.3㎜厚的铜质垫片，主要作用是保护聚光镜片和调整距离，不至于它和胶合晶体15直接接触。
铜垫片的外面粘结胶合器件15，是由YVO4+KTP组成的胶合晶体粘在铜质支架里组成，这样808nm的光经过1064+532nm的晶体后出来532nm的绿光，这就是我们需要的绿光。
以上这几个部件组成一个小整体就是LD主体部分，这一部分也是发光体部分，光源由这里发出。
光源发出后进入第二部分通光管部分，主要由通光管8，发散镜支架9和发散透镜10组成。
绿色光源基本概念
一、绿色照明工程项目：是指由国家经贸委和联合国环境保护计划署共同实施的，旨在促进照明产业发展，在全社会构建一个绿色照明环境的促进计划。
二、绿色照明：指的是采用高效绿色光源，经科学设计构建的高效节能、明亮舒适的照明环境。
三、绿色照明技术指标：
一是光源发出的光通量充足，环境明亮。
二是太阳光色，看任何色彩不产生色偏（不变色）、显色性能好。
三是光通量稳定，不波动，无频闪效应危害，无光污染，给人的感觉舒适。
实现绿色照明技术指标的决定因素，是绿色光源技术性能的优劣
四、绿色光源主要技术性能：优质绿色光源，应具有以下主要技术性能：
一是高光效、高亮度、高节能。
光效：即光源每W电功率产生发出的光能量（俗称光通量）。
单位：流明/瓦特（Lm/w）。
光源每W电功率产生的光通量越多，光效越高，亮度越高，节约能源越多。
二是太阳光色、高显色性能。
电光源产生的光频谱，即：光的颜色应是太阳光色。
这样在观看物体表面颜色时，才能不产生色偏、不变色，显示物体表面的原本颜色。
为表示显色性能优劣，引入显色指数R值的概念。
以太阳光R=100为标准，绿色光源R值应为：R≥85。
光源的显色指数R值越大，光源显色性能越好。
三是光通量稳定、不波动、无频闪效应危害。
电光源产生的光通量不稳定，产生光波动，称为频闪。
频闪产生的危害性称为频闪效应。
频闪效应实质上是光污染，其危害极大。
其危害表现详见《论电光源频闪效应的危害性及改进技术对策》一文。
当前，广泛采用的Ｔ8直管日光灯（电感式）、白炽灯、高压汞灯、钠灯等电光源。
其光通量的波动深度在55—65%，波动频率为每秒100周，频闪效应的危害性很大。
消除频闪效应的技术措施，是提高驱动电光源发光体发光的电功率频率。
绿色光源其驱动电光源发光体发光的电功率频率应在40 KHz（千周）以上（ＣＥ认证规定在40 KHz以上），才能避免频闪效应。
需要说明的是，由于当前有些生产厂家，科技开发能力较弱。
市场上电子式直管日光灯和大部分节能灯的，驱动电功率频率仅为20KHz左右，甚者低至15KHz左右。
其光通量仍存在25-35%的波动深度，频闪效应的危害性仍然很大。
五、照明科技部分物理量的物理定义：
1、光通量：电光源产生发出的光能量，称为光通量，单位为流明（Lm）。
在某固定的空间内，电光源产生的光通量越多，人对周围环境的视觉感觉越明亮。
2、光效：电光源每w电功率产生发出的光通量称为光效，单位为流明/瓦特（Lm/w）。
电光源每w电功率产生发出的光通量越多，表明电光源将电能转换成光能的效率越高。
3、有效瞳孔流明（俗称有效视觉光效）：指的是在电光源产生发出的光通量中，能被人的肉眼视觉感觉到那一部分可见光。
有效瞳孔流明为纯数字物理量，它表明的是光源光通量的有效性。
电光源的有效瞳孔流明倍数越高，光源实际的亮度越高。
因此在工业、商业照明中，应选用有效瞳孔流明倍数高的光源。
常用电光源的有效瞳孔流明倍数关系。
4、色温：指的是电光源产生发出的光的颜色。
为直观量化，通常引入K氏温度的概念进行描述。
色温分为：低色温、中度色温、高色温。
（1）、低色温：K氏温度在2700K－3500K。
如早晨8时以前的日出，钠灯、烛光等发出的
光为低色温。
含有长波红、橙光较多。
其光色表现为较柔和，给人的视觉感温馨温暖。
（2）、中度色温：K氏温度在3500K－4500K。
如上午8时以后，10时以前的太阳光。
含有较少的橙光和较多的蓝光，其光色表现柔而亮，给人的视觉感清晰舒适。
（3）、高色温：K氏温度在4500K－6500K。
如上午10时以后，下午2时以前的太阳光，高频率高效率节能灯等发出的光为高色温。
含短波篮、绿光较多，其光色表现为自然太阳光，给人的视觉感明亮舒适。
电光源色温高低，并不表明电光源性能优劣。
对电光源色温高低的选择，主要是根据应用场合和照明目标的需求而定。
对于工业和商业环境照明，要求明亮舒适，显色性能好，应选用高色温的电光源。
5、显色性能：电光源发出的光，显示物体表面原本颜色的能力。
光源显色性能越高，物体表面颜色越真实。
为量化描述显色性能，引入显色指数R值的概念。
以太阳光R=100值为标准，电光源的R值越接近100，说明电光源的显色性能越好。
在工业、商业照明中应选用R值大的光源。
6、光源寿命：指的是电光源从点亮至熄灭的时间为光源的寿命，单位为小时(h)。
7、电光源频闪及频闪效应：详见《论电光源频闪效应的危害性及改进技术对策》一文。
8、亮度与照度：
亮度与照度，是两个既关联又不同的物理量。
亮度：指的是人在看光源时，眼睛感觉到的光亮度。
亮度高低决定于光源的色温高低和光源的光通量，光源的光通量多少是决定性因素。
光源的光通量多，亮度就高。
照度：指的是光源照射到周围空间或地面上，单位被照射面积上的光通量。
光源照射到周围空间和地面上的光通量多，照度就高。
亮度和照度的关联与不同：亮度与照度，是两个既关联又不同的物理量。
关联点是影响光源亮度和照度高低的物理量是共同的，即：光通量。
不同点是：影响光源亮度的光通量，指的是光源表面辐射出来的光通量多少；影响光源照度的光通量，指的是光源辐射到被照面（如墙壁、地面、作业台面）上的光通量多少。
两者位置不同，数量关系不同，外界影响因素也不同。
在实际生产、生活照明设计和测量中，主要评估照度这个物理量的数值高低。
特别说明：
光源的亮度，有时受色温影响较大。
在光通量相同的光源中，色温高的光源会产生亮度高的视觉感。
这种“高亮度“光源，照度并不比其它光源高，光效并不比其它光源高，只是一种刺眼的“虚假亮“。
