藍色發(fā)光二極管是氮化鎵二極管，發(fā)光二極管由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光，因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光，氮化鎵二極管發(fā)藍光。

 
 

中文名	用    途	材    料	分    類(lèi)
藍色發(fā)光二極管	照明、廣告燈、指引燈、屏幕	氮化鎵	發(fā)光二極管

 
 
目錄
 
1、藍光LED諾貝爾獎
2、藍光LED意義
3、藍光LED功能
4、藍光LED特性
5、藍光LED特點(diǎn)
6、藍光LED構成原理
7、藍光LED性能要求
8、LED藍光危害
9、藍光LED應用
 
 
藍光LED諾貝爾獎：
2014年度諾貝爾物理學(xué)獎授予來(lái)自三名來(lái)自美國和日本的科學(xué)家，以表彰他們發(fā)明了藍光LED技術(shù)。赤崎勇，天野浩以及中村修二在上世紀90年代分別獨立開(kāi)發(fā)出藍光LED技術(shù)。
將新開(kāi)發(fā)的藍光LED光源與已有的紅光與綠光LED光源，人們終于可以通過(guò)三原色原理產(chǎn)生更加自然和實(shí)用的白光照明光源。這三位獲獎人將共同分享800萬(wàn)瑞典克朗(約合120萬(wàn)美元)的獎金。
 
 
藍光LED意義：
紅色、綠色發(fā)光二極管在上世紀中葉已經(jīng)問(wèn)世，但要把發(fā)光二極管用于照明，必須發(fā)明藍色發(fā)光二極管，因為有了紅、綠、藍三原色后，才能產(chǎn)生照亮世界的白色光源。藍色發(fā)光二極管的制備技術(shù)困擾了人類(lèi)30多年。
上世紀80年代，在日本名古屋大學(xué)工作的赤崎勇和天野浩選擇氮化鎵材料，向藍色發(fā)光二極管這個(gè)世界難題發(fā)起挑戰。1986年，兩人首次制成高質(zhì)量的氮化鎵晶體；1989年首次研發(fā)成功藍光LED。
從1988年起，當時(shí)在日亞化學(xué)公司工作的中村修二也開(kāi)始研發(fā)藍光二極管。與兩位日本同行一樣，他選擇的也是氮化鎵材料，但在技術(shù)路線(xiàn)上并不相同。上世紀90年代初，中村修二也研制出了藍色發(fā)光二極管。與名古屋大學(xué)團隊相比，他發(fā)明的技術(shù)更簡(jiǎn)單，成本也更低。
至此，將LED用于照明的最大技術(shù)障礙已被掃除，被譽(yù)為“人類(lèi)歷史上第四代照明”的LED燈呼之欲出。
按照諾獎評選委員會(huì )的說(shuō)法，這項只有“20歲”的“年輕”發(fā)明之所以獲獎，是因為這種用全新方式創(chuàng )造的白色光源已經(jīng)“讓我們所有人受益”。“他們的發(fā)明具有革命性，”聲明說(shuō)，“白熾燈點(diǎn)亮了20世紀，21世紀將由LED燈點(diǎn)亮。”
與白熾燈、熒光燈相比，LED能耗更低，壽命更長(cháng)，而且可實(shí)現智能化操控，是節能環(huán)保的“綠色照明”。因此進(jìn)入市場(chǎng)后，呈現爆發(fā)式增長(cháng)。國家半導體照明應用系統工程技術(shù)研究中心經(jīng)理楊潔翔介紹，我國2010年的LED產(chǎn)值是700多億元；　而到了2013年，全年產(chǎn)值猛增到5000多億元。家庭、辦公、道路等各種場(chǎng)所的照明以及絢爛的景觀(guān)燈光，這些市場(chǎng)“主力軍”如今都是LED。“前幾年談到LED，我們需要對公眾進(jìn)行科普，現在家里裝修，老百姓都會(huì )考慮買(mǎi)這種比傳統節能燈更節能的燈具。”
 
 
藍光LED功能：
 正是由于藍色LED的發(fā)明為人類(lèi)帶來(lái)新“光明”，今年諾貝爾物理學(xué)獎授予了三位為LED照明起到奠基作用的科學(xué)家。
值得一提的是，中村修二與上?？蒲袡C構有著(zhù)密切合作。作為國家半導體照明應用系統工程技術(shù)研究中心顧問(wèn)、復旦大學(xué)兼職教授，他推動(dòng)了LED在上海世博會(huì )的應用，并正在幫助上?？蒲袌F隊研發(fā)半導體藍色激光器，為新一代“激光電視”提供核心部件。
 
藍光LED特性：
與白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點(diǎn)是：工作電壓很低（有的僅一點(diǎn)幾伏）；工作電流很?。ㄓ械膬H零點(diǎn)幾毫安即可發(fā)光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長(cháng)；通過(guò)調制通過(guò)的電流強弱可以方便地調制發(fā)光的強弱。由于有這些特點(diǎn)，發(fā)光二極管在一些光電控制設備中用作光源，在許多電子設備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用7條條狀的發(fā)光管組成7段式半導體數碼管，每個(gè)數碼管可顯示0～9，10個(gè)阿拉伯數字以及A，B，C，D，E，F等部分字母（必須區分大小寫(xiě)）。
 
藍光LED特點(diǎn)：
節能、壽命長(cháng)、亮度高
 
藍光LED構成原理：
發(fā)光二極管主要由PN結芯片、電極和光學(xué)系統組成。其發(fā)光過(guò)程包括三部分：正向偏壓下的載流子注入、復合輻射和光能傳輸。微小的半導體晶片被封裝在潔凈的環(huán)氧樹(shù)脂物中，當電子經(jīng)過(guò)該晶片時(shí)，帶負電的電子移動(dòng)到帶正電的空穴區域并與之復合，電子和空穴消失的同時(shí)產(chǎn)生光子。電子和空穴之間的能量（帶隙）越大，產(chǎn)生的光子的能量就越高。光子的能量反過(guò)來(lái)與光的顏色對應，可見(jiàn)光的頻譜范圍內，藍色光、紫色光攜帶的能量最多，桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由于不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發(fā)出不同顏色的光。
 1973年，在松下電器公司東京研究所的赤崎勇開(kāi)始了藍光LED的研究。后來(lái)，赤崎勇和弟子天野浩在名古屋大學(xué)合作進(jìn)行了藍光LED的基礎性研發(fā)，1989年首次研發(fā)成功了藍光LED。1993年，在日本日亞化工（Nichia）工作的中村修二成功把氮滲入，發(fā)明了基于寬禁帶半導體材料氮化鎵（GaN）和銦氮化稼（InGaN）的具有商業(yè)應用價(jià)值的藍光LED，從而引發(fā)了照明技術(shù)革新，這類(lèi)LED在1990年代后期得到廣泛應用。
 
藍光LED性能要求：
7.1高可靠性特別像LED路燈的驅動(dòng)電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費也大。
7.2高效率LED是節能產(chǎn)品，驅動(dòng)電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內的結構，尤為重要。因為L(cháng)ED的發(fā)光效率隨著(zhù)LED溫度的升高而下降，所以L(fǎng)ED的散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。
7.3高功率因素功率因素是電網(wǎng)對負載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒(méi)有強制性指標。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對電網(wǎng)的影響不大，但晚上大家點(diǎn)燈，同類(lèi)負載太集中，會(huì )對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅動(dòng)電源，據說(shuō)不久的將來(lái)，也許會(huì )對功率因素方面有一定的指標要求。
7.4驅動(dòng)方式通行的有兩種：其一是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源，每個(gè)恒流源單獨給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會(huì )略高一點(diǎn)。另一種是直接恒流供電，LED串聯(lián)或并聯(lián)運行。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn)，但靈活性差，還要解決某個(gè)LED故障，不影響其他LED運行的問(wèn)題。這兩種形式，在一段時(shí)間內并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會(huì )較好。也許是以后的主流方向。
7.5浪涌保護LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶(hù)外，如LED路燈。由于電網(wǎng)負載的啟甩和雷擊的感應，從電網(wǎng)系統會(huì )侵入各種浪涌，有些浪涌會(huì )導致LED的損壞。因此LED驅動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入，保護LED不被損壞的能力。
7.6保護功能電源除了常規的保護功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋，防止LED溫度過(guò)高。
7.7防護方面燈具外安裝型，電源結構要防水、防潮，外殼要耐曬。
7.8驅動(dòng)電源的壽命要與LED的壽命相適配。
7.9要符合安規和電磁兼容的要求。
 
LED藍光有危害嗎？
一般LED發(fā)的光只有“RGB”這3種顏色，而B(niǎo)表示blue，就是藍光。
那么藍光在哪里呢，可見(jiàn)光的波長(cháng)范圍是在400納米到700納米之間，而從400納米開(kāi)始到500納米的波長(cháng)范圍就是藍光。
但是我們平時(shí)家用的白光是如何產(chǎn)生的呢，因為藍光光子的能量高，所以用它來(lái)激發(fā)熒光，一般用藍光LED產(chǎn)品的藍光燈打在熒光粉上產(chǎn)生黃光，黃光被藍光激發(fā)出來(lái)后，他們一起從LED里射出來(lái)，我們會(huì )感覺(jué)好像是看到了白光，其實(shí)是藍與黃兩種顏色混合在一起的復合光。
正因為這個(gè)原理，很多廠(chǎng)家為了提高白光LED的亮度，直接提高藍光的強度，這樣黃光相應增加，最后形成的白光亮度也就增加了，但這就造成了藍光過(guò)量。
藍光對視網(wǎng)膜的影響，人的眼睛用來(lái)接收光的組織叫做視網(wǎng)膜，如果光源中的400-500納米藍光波段亮度過(guò)高，眼睛長(cháng)時(shí)間直視光源后可能引起視網(wǎng)膜的光化學(xué)損傷。人的眼睛為什么不能接受藍光LED發(fā)出的“過(guò)量藍光"呢，因為人類(lèi)是在太陽(yáng)系里進(jìn)化出來(lái)的，太陽(yáng)光的中心波長(cháng)在550納米左右，而藍光LED中心波長(cháng)是465納米，偏離了太陽(yáng)光的中心波長(cháng)，所以我們人類(lèi)的眼睛不能接受”過(guò)量“藍光。
一般來(lái)說(shuō)，正規廠(chǎng)家經(jīng)過(guò)國家質(zhì)檢上市的產(chǎn)品，不會(huì )存在藍光過(guò)量的隱患。但有一些LED燈的生產(chǎn)商并不注意控制藍光的強度，他們所生產(chǎn)的LED燈具中藍光是”過(guò)量“的，對眼睛存在藍光輻射損害。
 
藍光LED應用：
在LED于20世紀60年代問(wèn)世到80年代之前這10多年中，LED只有紅、黃、綠幾種顏色，發(fā)光效率很低(僅約1 lm/W)，亮度比較低，而且價(jià)格高，人們只是將其用作電子產(chǎn)品的指示燈。從LED發(fā)展和應用歷程上看，這一時(shí)期為L(cháng)ED的指示應用階段。
9.1交流電源指示燈
該電路只要連接220V/50Hz的交流供電線(xiàn)路，LED就會(huì )被點(diǎn)亮，指示電源接通。限流電阻R的阻值為220V/IF。
9.2交流開(kāi)關(guān)指示燈
用LED作白熾燈開(kāi)關(guān)指示燈的電路，當開(kāi)關(guān)斷開(kāi)燈泡熄滅時(shí)，電流經(jīng)R、LED 和燈泡EL形成回路，LED亮，方便人們在黑暗中找到開(kāi)關(guān)。此時(shí)曲于回路中的電流很小，燈泡是不會(huì )亮9.3交流電源插座指示燈
用雙色(共陰極) LED作交流電源插座指示燈的電路。插座的供電由開(kāi)關(guān)S控制。當紅光LED亮時(shí)，插座無(wú)電;當綠光LED亮時(shí)，插座有電。
9.4保險管座指示燈
LED用作工廠(chǎng)設備配電箱保險管座指示燈的電路。當保險管完好時(shí)，LED不亮;當保險管熔斷時(shí)，LED會(huì )被點(diǎn)亮，以指示用戶(hù)是哪一個(gè)熔斷器已被燒斷，以便更換。這對于用肉眼無(wú)法觀(guān)察好壞的瓷芯式熔斷器來(lái)說(shuō)是非常方便的。