1。 LED的发光原理及基本特征

1。1 LED发光原理

LED，又称为发光二极管。它能够直接将电能转化成可见光。半导体晶片位于它的中心位置，一端连接在支架的上端，一端与负极相连，另一端与正极连接，它能让环氧树脂封装整个晶片。半导体芯片主要由两个部分组成，一是磷型半导体，其优势主要集中在孔的内部；另一端则是N型的半导体，占主导的大部分是电子。但是它们连接起来时，中间会形成P-N结。当芯片上有电流时，电子将被推到磷的区域，电子和空穴将在磷的区域重合，然后以光子形式释放出能量，这即为LED的发光原理。

1。2 LED光源的基本特征

基本特点：①体积小：发光二极管非常轻巧，它几乎是被密封在环氧树脂里面。②低功耗：LED的耗电量特别低，一般的LED工作电压在2到3。6V左右，工作电流在0。02~0。03A。也就是它的耗电量小于0。1W，在同样的照明条件下，传统光源的功率消耗超过80%。③寿命长：LED灯也有人将它称为长寿灯，意思就是使用寿命非常长的灯。而对LED来说，发光效率能够达到5万到10万小时，也就是5年到10年，正常情况下使用5年不需要保养。此免除了频繁换灯的痛苦，可以显著降低维护成本。④环保：由无毒材料制作而成，LED和荧光灯存在着本质的差别，荧光灯会造成环境污染，LED能够循环利用。⑤色彩变化：就是希望所用光源能够按照预定的设想，在色彩、亮度上以及配置上这几个方面使之改变。LED光能够利用三基色在计算机的控制下，使三种颜色在同一时间下具有256灰阶，并且可以任意组合，使之产生256 种颜色，总计大约有16777216种颜色的形式，形成例如水波纹256 *256种颜色变化规律，形成多彩的夜型连续变化、色变化规律和照明的幻象以及各种设计等。像这样“多彩、多图”的变化，正好反映了发光二极管的特点。⑥适用性：因为LED的规模很小，所以每个单元的小片都是 3至5毫米的正方形。它可以做成任意形状，而且特别使用于不断变化的环境。⑦图案变化：LED光源能平滑缓慢的进行红、橙、黄、绿、蓝、青、紫、白七种颜色的过度及变色。接通和割断发光二极管都是用微秒来计算时间，它可以简便地做成与流水一样跑动的动态变化光源。所以传统光源是无法企及的，而且变化的方式因为受程序的操控，因此可以编制出无数种程序形成千上万种变化。LED光形成的跑跳式的灯光，能够让使人感到耳目一新，永不单调，它能够充分的展现灯光的动态变化效果[5]。

2。 普通发光材料和新型发光材料

2。1 普通发光材料

发光即为把物体汲取的能量，不需要经过热阶段，直接变换到特征辐射的状态，这现象在多种材料中普遍存在，在半导体以及绝缘体中都有着各种各样的发光形式。光材又分为有机与无机两种，通常把能在可见光和紫外光谱区发光的无机晶体称为晶态磷体，而将粉末状的发光材料称为荧光粉。

经常使用的发光材料按激发方式分为：⑴光致光材：因为紫外光、人眼可见的光以及红外线激起导致发光，依据发光效率、应用的范围差别，又可以划分成夜光材料、灯用光材和多光子光材。⑵阴极射线光材：由电子束流激发而发光的材料，又称电子束激发光材。⑶电致光材：由电场激发而发光的材料，又称为场致光材。⑷X射线光材：利用X射线产生辐射来进行发光。⑸化学光材：两种或多于两种的化学材料间的化学物质发生反应而产生发光现象的材料。⑹放射性光材：由自然或人为放射性辐射的光形成的材料。

2。1 新型发光材料