LED發光原理

發光二極體是一種將電流順向通到半導體p-n結處而發光的器件，通常採用雙異質結和量子阱結構。1962年GE（General Electric）公司用GaAsP首次將紅色LED商品化。最初的紅色LED的光通量為0.1lm/W，約是普通燈光的1/150，其發光效率大約每10年提高一個數量級。最近，藍色、綠色LED已實用化，其發光強度超過AlGaAs類紅色LED。

這種LED採用氮化物半導體（InGaN混晶）作活性（發光）層的量子阱結構，其發光強度超過10cd，量子效率超過20%。此外，還開發了外部量子效率超過50%的AIInGaP紅色LED（630nm）和琥珀--LED（595nm）。InGaN綠色、藍色LED的量子效率也接近上述值。

坎德拉（cd）是發光強度的單位，用以表示可見光LED發光強度的指標。發光強度I可用光通量Φ和立體角Ω表示。I=dΦ/dΩ[cd]Φ=Km∫V（λ）Pλdλ[lm]其中，Km為在波長555nm範圍內的最大可見度（683nm），綠色對人眼是最亮的。V（λ）是在波長為λ時的相對可見度[V(555nm)=1],Pλ為光譜輻射通量。

白光LED發光原理：

是一種由InGaN藍色LED和螢光體組成的新型LED。在藍色LED晶片上塗敷螢光體，最後用環氧樹脂將晶片周圍密封。兩種方式（單晶片型和多晶片型）可得到色調效果好（Ra 85）的白光。一是同時點亮紅色、綠色、藍色（R.G.B）或藍綠色和黃橙色2、3種LED；二是用輻射藍色或紫外LED作激勵光源激勵螢光體的方式。第一種方式不僅在LED的驅動電壓或發光輸出上有缺陷，而且在溫度特徴或器件壽命上也存在問題，因此距實用化還有一段距離。第二種方式則用一個器件即可，驅動電路，易於設計。

白光LED有三種激勵方式：

1.用藍色LED激勵發黃光的螢光體。這種白光構就是將藍光LED與YAG螢光物質放在一起，用藍光激發螢光物質，這樣它發出的光譜就是白光。在這方面日亞化學公司擁有世界性的專利。

2.用紫外LED激勵R.G.B螢光體。激勵螢光體的白色LED照明光源因螢光體組拿來不同可發射白光以外的各種顏色的光，因而可廣泛應用於照明。用R.G.B三基色LED開發了白色LED，現實驗室水準的發光效率已超過100lm/W，近幾年內可望超過150lm/W，而紅光部份最佳的發光效率已超過100 lm/W。

3.利用紅、綠、藍3種發光二極體調整其個別亮度來達到白光，一般來說，紅、綠、藍的亮度比應為3：6 ：1  ，或者只用紅、綠或藍、黃兩顆LED調整其個別亮度來發出白光，這樣的白光結構最大的缺點就是造價較高，不利於商品化發展。