最初LED用作儀器儀表的指示光源,后來各種光色的LED在 交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用,產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例,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。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(shè)計的燈中,Lumileds公司采用了18個紅色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。
汽車 信號燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。1987年,我國開始在汽車上安裝高位 剎車燈,由于LED響應(yīng)速度快(納秒級),可以及早讓尾隨車輛的司機知道行駛狀況,減少汽車追尾事故的發(fā)生。
另外,LED燈在室外紅、綠、藍全彩 顯示屏,匙扣式微型電筒等領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。
對于一般照明而言,人們更需要白色的光源。1998年發(fā)白光的LED開發(fā)成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成。
GaN芯片發(fā)藍光(λp=465nm,Wd=30nm),高溫燒結(jié)制成的含Ce3+的YAG 熒光粉受此藍光激發(fā)后發(fā)出黃色光發(fā)射,峰值550nm。藍光 LED基片安裝在碗形反射腔中,覆蓋以混有YAG的樹脂薄層,約200-500nm。 LED基片發(fā)出的藍光部分被熒光粉吸收,另一部分藍光與熒光粉發(fā)出的黃光混合,可以得到得白光?,F(xiàn)在,對于InGaN/YAG白色LED,通過改變YAG 熒光粉的化學組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度,可以獲得 色溫3500-10000K的各色白光。
表一列出了目前白色LED的種類及其發(fā)光原理。從表中也可以看出某些種類的白色 LED光源離不開四種 熒光粉:即 三基色稀土紅、綠、藍粉和 石榴石結(jié)構(gòu)的黃色粉,在未來較被看好的是三波長光,即以無機紫外光晶片加R.G.B三顏色熒光粉,用于封裝LED白光,預計三波長白光LED今年有商品化的機機會。但此處 三基色熒光粉的粒度要求比較小,穩(wěn)定性要求也高,具體應(yīng)用方面還在探索之中。
目前已商品化的第一種產(chǎn)品為藍光 單晶片加上YAG黃色熒光粉,其最好的 發(fā)光效率約為25 流明/瓦, YAG多為日本 日亞公司的進口,價格在2000元/公斤;第二種是日本住友電工亦開發(fā)出以ZnSe為材料的 白光LED,不過發(fā)光效率較差。
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