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五彩繽紛的照明新視界 — 發光二極體 (Light Emitting Diode, LED)

光,是生活中不可或缺的要素,光不只是光,還可用做醫療、美容與娛樂等。那麼五彩繽紛的光,人類是如何透過科技讓它能夠高亮度的被呈現呢?想了解的話,就進來看看吧~

照明,是現代文明生活不可或缺的要素之一。從原始時代的火把、鎢絲燈泡、再進階到汞燈及熱/冷陰極燈管等,都是照明科技的進步。隨著1993年成功研發出以氮化鎵為基礎的藍光LED後,白光LED也成功被製作出來,因此成為第四代新光源 (固態照明) 而備受矚目,並且帶給人們生活上的便利。隨著時代的邁進,現階段的LED不再只是用來照明,還廣泛的應用在3C產品、醫療及娛樂等方面,因此,固態照明已是目前最炙手可熱的光源。

甚麼是固態照明? 就是LED

LED 是“Light Emitting Diode”的縮寫,中文譯為「發光二極體」,是一種可以將電能轉化為光能的半導體電子元件。LED與傳統白熾燈 (又稱鎢絲灯,是一種透過通電,利用電阻把鎢絲加熱至白熾,用來發光的燈) 不同。早期的LED只能夠發出低亮度的紅光,大多數用於指示燈上。隨著技術的演進,現今的LED已可透過紅--藍光 (RGB) 調配出各種顏色的LED高亮度光源,甚至連眼睛看不到的光 (紫外與紅外光) 都可以被製造出來唷!

LED的發光原理

LED 主要是由p 型半導體 (電洞型) n 型半導體 (電子型) 組成的晶片,在p 型半導體和n 型半導體之間有一個pn接面,然而,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,電子與電洞在其內結合的過程中產生大量的能量,這些能量就是以光的形式釋放出來,從而把電能轉換為光能,這叫電致發光效應,這就是LED發光的秘密,透過不同材料的晶片可以發出紅、橙、黃、綠、藍、紫色等不同顏色的光,「發光二極體」也因此而得名。另外,也因為LED只需要小小的電壓就能直接將電能轉成光能,所以相較於其他的照明工具來說,LED是相對節省能源的。

LED發光原理示意圖LED發光原理示意圖