上個禮拜提到了想要用LED超薄燈箱來裝飾家裡的想法。於是週末便跑去了店家來看看實品。跑了兩三家,也看了很多種樣品,不過我覺得都大同小異,到時哪間店給我的感覺好就在哪邊買吧。
在挑選樣品的同時,也上了一堂關於LED的物理課呢,在這邊跟大家分享關於LED的知識囉:
發光二極體(Light Emitting Diode,簡稱LED)是一種可以發光的半導體元件,透過三價與五價元素所組成的複合光源。發光二極體只能夠往一個方向導通(通電),叫作順向偏壓,當電流流過時,電子與電洞在其內重合而發出單色光,這叫電致發光效應,而光線的波長、顏色跟其所採用的半導體物料種類與故意摻入的元素雜質有關。
發光二極體是一種特殊的二極體。和普通的二極體一樣,發光二極體由半導體晶片組成,這些半導體材料會預先透過注入或攙雜等工藝以產生p、n架構。與其它二極體一樣,發光二極體中電流可以輕易地從p極(陽極)流向n極(陰極),而相反方向則不能。兩種不同的載流子:電洞和電子在不同的電極電壓作用下從電極流向p、n架構。當電洞和電子相遇而產生複合,電子會跌落到較低的能階,同時以光子的模式釋放出能量(光子也即是我們常稱呼的光)。
它所發射出的光的波長(顏色)是由組成p、n架構的半導體物料的禁帶能量決定。由於矽和鍺是間接帶隙材料,在常溫下,這些材料內電子與電洞的複合是非輻射躍遷,此類躍遷沒有釋出光子,而是把能量轉化為熱能,所以矽和鍺二極體不能發光(在極低溫的特定溫度下則會發光,必須在特殊角度下才可發現,而該發光的亮度不明顯)。發光二極體所用的材料都是直接帶隙型的,因此能量會以光子形式釋放,這些禁帶能量對應著近紅外線、可見光、或近紫外線波段的光能量。
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顏色 |
λ波長(nm) |
順向偏壓(V) |
半導體 |
化學式 |
紅外線 |
>760 |
<1.9 |
砷化鎵鋁砷化鎵 |
GaAs AlGaAs |
紅 |
760-610 |
1.63-2.03 |
鋁砷化鎵、砷化鎵磷化物、磷化銦鎵鋁、磷化鎵(摻雜氧化鋅) |
AlGaAs GaAsP AlGaInP GaP:ZnO |
橙 |
610-590 |
2.03-2.10 |
砷化鎵磷化物、磷化銦鎵鋁、磷化鎵 |
GaAsP AlGaInP GaP |
黃 |
590-570 |
2.10-2.18 |
砷化鎵磷化物、磷化銦鎵鋁、磷化鎵(摻雜氮) |
GaAsP AlGaInP GaP:N |
綠 |
570-500 |
2.18-4 |
銦氮化鎵、氮化鎵、磷化鎵、磷化銦鎵鋁、鋁磷化鎵 |
InGaN/GaN GaP AlGaInP AlGaP |
藍 |
500-450 |
2.48-3.7 |
硒化鋅、銦氮化鎵、碳化矽、矽 |
ZnSe InGaN SiC Si |
紫 |
450-380 |
2.76-4 |
銦氮化鎵 |
InGaN |
紫外線 |
<380 |
3.1-4.4 |
碳(鑽石)氮化鋁、鋁鎵氮化物、氮化鋁鎵銦 |
C (diamond) AlNAlGaNAlGaInN |
看完了以上的介紹,是不是完全不懂它在說什麼呢?沒錯,我也不懂,不過我們只要知道利害的科學家們發明了利害的東西,使我們的生活變的更便利、更美好、更環保,這樣就夠囉。
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