五彩斑斕的LED發光字總是給人帶來強烈的視覺重接，在上海led發光字締造的神奇世界里，人們通常只是在感受這種神奇，究竟這種強烈的視覺沖擊是如何締造的呢？首先我們來了解一下LED發光字的相關知識。
一、 LED 的結構及發光原理
50 年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識，第一個商用二極管產生于 1960 年。 LED 是英文 light emitting diode （發光二極管）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以 LED 的抗震性能好。
發光二極管的核心部分是由 p 型半導體和 n 型半導體組成的晶片，在 p 型半導體和 n 型半導體之間有一個過渡層，稱為 p-n 結。在某些半導體材料的 PN 結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。 PN 結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管，通稱 LED 。 當它處于正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從 LED 陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。
二、 LED 光源的特點
1. 電壓： LED 使用低壓電源，供電電壓在 6-24V 之間，根據產品不同而異，所以它是一個比使用高壓電源
更安全的電源，特別適用于公共場所。
2. 效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少 80%
3. 適用性：很小，每個單元 LED 小片是 3-5mm 的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環境
4. 穩定性： 10 萬小時，光衰為初始的 50%
5. 響應時間：其白熾燈的響應時間為毫秒級， LED 燈的響應時間為納秒級
6. 對環境污染：無有害金屬汞
7. 顏色：改變電流可以變色，發光二極管方便地通過化學修飾方法，調整材料的能帶結構和帶隙，實現紅黃綠蘭橙多色發光。如小電流時為紅色的 LED ，隨著電流的增加，可以依次變為橙色，黃色，最后為綠色
8. 價格：LED 的價格比較昂貴，較之 于白熾燈，幾只 LED 的價格就可以與一只白熾燈的價格相當，而通常每組信號燈需由上 300 ～ 500 只二極管構成。
三、單色光 LED 的種類及其發展歷史
最早應用半導體 P-N 結發光原理制成的 LED 光源問世于 20 世紀 60 年代初。當時所用的材料是 GaAsP ，發紅光（ λ p =650nm ），在驅動電流為 20 毫安時，光通量只有千分之幾個流明，相應的發光效率約 0.1 流明 / 瓦。70 年代中期，引入元素 In 和 N ，使 LED 產生綠光（ λ p =555nm ），黃光（ λ p =590nm ）和橙光（ λ p =610nm ），光效也提高到 1 流明 / 瓦。到了 80 年代初，出現了 GaAlAs 的 LED 光源，使得紅色 LED 的光效達到 10 流明 / 瓦。90 年代初，發紅光、黃光的 GaAlInP 和發綠、藍光的 GaInN 兩種新材料的開發成功，使 LED 的光效得到大幅度的提高。在 2000 年，前者做成的 LED 在紅、橙區（ λ p =615nm ）的光效達到 100 流明 / 瓦，而后者制成的 LED 在綠色區域（ λ p =530nm ）的光效可以達到 50 流明 / 瓦。
四、單色光 LED 的應用
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用，產生了很好的經濟效益和社會效益。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，它產生 2000 流明的白光。經紅色濾光片后，光損失 90% ，只剩下 200 流明的紅光。而在新設計的燈中， Lumileds 公司采用了 18 個紅色 LED 光源，包括電路損失在內，共耗電 14 瓦，即可產生同樣的光效。
汽車信號燈也是 LED 光源應用的重要領域。 1987 年，我國開始在汽車上安裝高位剎車燈，由于 LED 響應速度快（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域都得到了應用。
五、白光 LED 的開發
對于一般照明而言，人們更需要白色的光源。 1998 年發白光的 LED 開發成功。這種 LED 是將 GaN 芯片和釔鋁石榴石（ YAG ）封裝在一起做成。
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