我自己改装的LED台灯

不错不错.厉害厉害.

用了几个LED啊?

多谢夸奖,一共用了48支LED

DIY的乐趣就在于此....顶一下...

好像有人说对眼睛不好,不要长期使用.至于为什么我到不太清楚,可能含紫外线?

用InGaN蓝光LED与YAG荧光粉制造自然白光LED

The Fabrication of White LED Using InGaN Blue LED and YAG Fluorescence


物理学院物理学系98级    王宇方


摘要

     本文报导了通过结合自行研制的InGaN/GaN蓝光发光二极管(LED)与钇铝石榴石(YAG)荧光粉结合而得的白光发光二极管(W-LED).在室温、正向电压3.5V、正向电流20mA时W-LED轴向亮度为1cd,CIE色坐标为(0.31,0.38),接近纯白色(0.33,0.33).
关键词:白光,LED,YAG荧光粉


Abstract
    It is reported that the white light emitting diodes are fabricated by combining InGaN/GaN blue LED and YAG fluorescence. At forward voltage Vf=3.5V, forward current If=20mA, and room temperature, the luminous intensity of the white LED is 1cd, and the chromaticity coordinate (x, y) (0.31, 0.38), which is near to the pure white (0.33,0.33).
Key words: white light, LED, YAG fluorescence


全固体白光发光二极管(W-LED)将作为照明光源取代以爱迪生发明的白炽灯泡为代表的照明光源,引发照明界的一场革命,已取得科学界与产业界的共识.[1,2]
作为照明光源,W-LED具有体积小、寿命长等优点,而且,与白炽灯相比,后者的辐射主要集中在红外区,产生大量热量,W-LED则是一种冷光源,辐射主要集中在可见光区,几乎不产生热,也消除了非可见光区电磁波对人体的危害;与荧光灯相比,W-LED的制造与使用过程都不会引入汞的污染,与叠有许多线状光谱的荧光灯光谱,W-LED的连续光谱更接近自然光;此外,由于使用低于5V的直流电源,W-LED不会有50Hz的闪烁现象;由于灯体封装在树脂中,W-LED对震动等因素不敏感,比灯丝或灯管对环境的适应性更高.
基于LED的种种优点,它将能取代部分难以更换或昂贵的发光设备, 比如目前已开始应用在交通照明以及背景光照明等,[4]甚至在医学上,W-LED被用于内窥镜的照明,使无引线内窥镜得以实现.[5]
近年来,随着气相外延生长的化合物半导体薄膜技术的改进,特别是在金属有机化合气相沉积(MOCVD)技术方面取得的巨大进展.用MOCVD方法制成的发光二极管(LED)显著的提高了发光强度,并增加了颜色的变化范围.GaN基蓝色LED出现后,红绿蓝三色LED全部完成,几乎可以实现人眼能分辨的全部颜色.其中白色LED成了人们关注的焦点.[6]
1931国际照明委员会(CIE)色度图(如图1)显示了颜色之间的关系.色度图是建立在人眼视网膜上有三种不同的颜色感应细胞的基础上.相应每种细胞的不同响应,每种颜色可以用三个色度参量(X,Y,Z)来表示.又由于理论上任何颜色都可以用三基色混合而成,用归一化的色坐标(x,y,z)表示这三种基色所占的份量,x+y+z=100%,z由(x,y)唯一确定,因此任何颜色都可以用(x,y)色度图上的点来表示.图中E是概念中的纯白色,坐标为(0.33,0.33).作为色彩混合的一个例子,白光可以用若干方法得到.它可以是可见光区的连续光谱,如日光、白炽灯的黑体辐射,也可以是由若干光谱色合成,如汞灯的线状光谱.[7] 这里的W-LED所发出的白光是由InGaN/GaN蓝光LED的蓝光与YAG荧光粉发出的黄光合成,[5] 色坐标(0.31,0.38)接近纯白色点.

图1:CIE(x,y)色度图.其中E代表纯白色,X带表W-LED的颜色.

照明光的光谱不同,物体反射光的颜色也不同,甚至面目全非.人们习惯于看日光下的东西,所以用日光来定义照明光的显色指数,也就是色彩还原性.规定能将标准检测色还原到日光下颜色的光源,其显色指数为100,显色指数的最大值.W-LED显色指数为60~70,与普通荧光灯接近.
采用低压MOCVD技术制成的单量子阱(SQW)InGaN/GaN蓝光LED的电致发光光谱如图2,发光峰为460nm,半峰值全宽(FWHM)为30nm,荧光染料是高温烧结制成的含Ce3+的钇铝石榴石(YAG)荧光粉,吸收峰为460nm,发射光谱如图3.发射谱是可见光区内的宽谱,峰值550nm,颜色为黄色.蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm,YAG的质量含量为30-50%.LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光.之所以采用这种方法,是因为这样得到的白光均匀稳定,与红绿蓝三基色白光等相比,更接近自然日光.[4]发光部分封装在树脂中,成为直径3mm(Φ3)的LED.











图2,蓝光光谱       图3,YAG发射光谱

改变YAG的含量制得一系列LED,它们颜色的(x,y)坐标如图4所示.正如色彩相加混合原理所预计,它们分布在直线AB上,E是概念中的纯白光.这说明可以通过改变YAG的含量来控制LED的固有色.进一步加大YAG含量,则有可能得到不同的白色甚至黄色.













图4.LED色度随荧光粉含量的变化

W-LED的xy色坐标为(0.31,0.38).根据相关色温公式(McCamy,1992)[8]:
T=-437n3+3601n2-6861n+5514.31
n=(x-0.3320)/(y-0.1858)
可知其色温为6400K.调节荧光粉的含量,色温可以在5000~20000K间变化.通过对标准检测色的还原程度计算[8],W-LED的显色指数多在70左右.
发光光谱如图5,亮度通常是1cd,个别达到2cd,甚至3cd以上.可以看出发光光谱是由一个宽带和一个窄带组成,峰值分别在460nm,即蓝光LED发射峰和主要在550nm的宽带谱,即YAG的发射峰.光谱能量分布集中在可见光区,包含了从蓝到红的全可见波长.











图5.白色LED光谱   图6.白色LED光强角分布

W-LED光强的角分布如图6.可以看出它是一种高聚光发光二极管,半强度角约为150.同时,改善封装工艺,减小半强度角或提高YAG在树脂中溶解的均匀性,也有助于提高轴向亮度.使其具有更好的色彩还原性.并且通过控制YAG含量得到一系列适用于不同用途的白色,如冷白、日光色、暖白、紫白等.
总之,W-LED是结合InGaN蓝色LED与YAG荧光粉而得,固有色随荧光物质的量变化而改变.在室温,正向电压3.5V,正向电流20mA时,轴向亮度1cd,xy色度坐标(0.31,0.38).


致谢
衷心感谢张国义老师一年来在科研上给我的精心指导与接触前沿科技的机遇,张老师渊博的知识,严谨的治学态度,独到的见解给我留下了深刻的印象.感谢杨志坚老师在实验上对我的指导,鼓励我放开手脚,大胆灵活地实现我的想法.感谢丁晓民老师教我养成一丝不苟的科研习惯,丁老师对我的学习、生活和工作都十分关心,她无微不至的关怀让我深受感动.感谢GaN系列材料与器件研究组的全体老师和同学对我的关心与帮助.感谢政基金给我这个走进实验室的机会.



参考文献:
[1]梁春广,半导体情报 2000,37(1):1
[2]Savage N, Technology Review, 2000, 103(5):38
[3]Engelke R, Electronic Design, 1999, 47(1):20
[4]Cohen S, Electronic News, 1997, 43(2115):25
[5]Iddan G, Nature, 2000, 405(6785):417
[6]杨笑卫,中国照明电器2000,1:27
[7]Ponce F A, Bour D P. Nature 1997,386(2):351-9
[8]大田 登,色彩工学,西安交通大学出版社1998:102


作者简介:王宇方,女,1981年生,江西南昌人,1998年入北京大学物理系学习并参加北京大学理科试验班.2000年参加政基金活动,在张国义老师指导下研究白光发光二极管的实现.2000年底研究组的白光发光二极管项目通过863成果验收.2001年参加全国光电子器件与集成技术会议,论文收入会议论文集,后来被转载于“国际光电与显示”2001年8月第141页.同时该论文也被“高技术通讯”杂志接收.


感悟与寄语:这一年来我看了很多书,学到很多知识;接触了很多人,交了很多朋友.而最主要的就是我感受到了研究的乐趣.虽然由于进实验室,我不得不牺牲一些课余时间,推迟一些个人的计划,但这段宝贵的经历将使我终生难忘.


指导教师简介:张国义博士是北京大学物理学院教授,博士生导师,中国物理学会发光学会理事会常务理事,中国电子协会理事,《发光学报》、《液晶与显示》编辑委员会委员.自1993年领导课题组开展氮化物半导体材料和器件的研究,先后两次组织召开国际氮化物半导体材料和器件专题研讨会,多次参加国际会议,多次被聘任为重大氮化物半导体国际会议的委员,发表论文100多篇,取得了丰硕研究成果.

是的,一般的白光LED出来的光线是对人眼睛不大好,如果长期看书就不用它,用它做些其他还是可以的...鼓励的是DIY的精神.呵呵

老大,你能否把你的这些图片也附加上去啊??

灯做得不错啊

没有办法,网上下载的时候就没有图片.

据美国能源部预测,2010年前后,美国将有55%的白炽灯和荧光灯被LED替代

谢谢夸奖

LED照亮信息时代的新技术
被誉为“照亮未来的技术”的LED(Light-Emitting-Diode-发光二极管),渐渐走近了我们的日常生活,并将引导我们走向更加光明的未来.
    LED后来居上
  在爱迪生1879年发明碳丝白炽灯之后,照明技术便进入一个崭新的时代.回顾20世纪的照明史,荧光类、汞灯、高低压钠灯、金属卤化物灯、紧凑型荧光灯、高频无极荧光灯、微波硫灯等新光源层出不穷,然而,真正引发照明技术发生质变的,还是LED.与传统照明技术相比,LED的最大区别是结构和材料的不同,它是一种能够将电能转化为可见光的半导体,上下两层装有电极、中间有导电材料,就像一块汉堡包,可以发光的材料是夹层中的肉饼,光的颜色根据材料性质的不同而有所变化.
  白炽灯从它问世的那一天起,就带有先天性缺陷,钨丝加热耗电大,灯泡易碎耗能大,而且容易触电.荧光灯虽说比白炽灯节电节能,但对人的视力不利,灯管内的汞也有害于人体和环境.LED属于全固体冷光源,更小、更轻、更坚固,工作电压仅有两伏特,使用寿命长达十多年.按照通常的光效定义,LED的发光效率并不高,但由于LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,效率可达80-90%,同等光效的白炽灯可见光效率仅为10-20%;单体LED的功率一般在0.05-1W,通过集群方式可以满足不同需要.
    高亮度LED的出现具有划时代意义,它将是人类继爱迪生发明白炽灯泡之后最伟大的发明之一.最早研制的LED只能发出红色的光,用于电子设备中的指示灯.如今,LED已能发出红色、黄色、蓝色、绿色、橙色、琥珀色、蓝绿双色、红绿双色、黄绿色、纯绿色、翠绿色、白色各种光束.在我国各大城市,已经到处可见LED的眩目光彩,LED正在改变我们的生活和工作环境.
    半导体技术在引发微电子革命之后,正在孕育一场新的产业革命——照明革命.LED已成为信息时代的闪亮标志,将逐步取代白炽灯和荧光灯等传统照明技术.
    突出的优点、广泛的用途
    到过美国纽约时代广场的人也许不会忘记,高高在上的可口可乐广告画面清晰,色彩鲜艳,栩栩如生,在电脑控制下的图象变幻无穷.其实,早在上个世纪 90 年代初,德国慕尼黑机场以及法国和西班牙的高速公路上就出现了采用LED照明的广告牌或道路指示灯,检修时不用登高打开灯箱,只要在地面打开导光管的光源盒,就能更换光源.
    LED魅力四射,优点多多.除了寿命长、耗能低之外,LED更大的长处有三点:一是应用非常灵活,可以做成点、线、面各种形式的轻薄短小产品;二是环保效益更佳,由于光谱中没有紫外线和红外线,既没有热量,也没有辐射,属于典型的绿色照明光源,而且废弃物可回收,没有污染;三是控制极为方便,只要调整电流,就可以随意调光,不同光色的组合变化多端,利用时序控制电路,更能达到丰富多彩的动态变化效果.

  LED不仅可用于大型广告显示屏,还可以用于建筑和交通照明.LED作为城市重点建筑的夜景照明,在勾勒轮廓上可以大显身手,能够模拟任何色彩,光通量的损耗和维护费用也大大降低.由于体积小,LED适合制作成线条灯具,LED作成地灯,指示方向、步道和车道,安全可靠,经久耐用.以往,在城市的夜空中,最妖娆的也许就数霓虹灯了,但是,由于霓虹灯最容易损坏,我们常常看到,霓虹灯显示的画面和文字总是缺胳膊掉腿.如果采用LED取代霓虹灯作为显示标志,不仅可以避免残缺不全的遗憾,而且可以达到随欲的境界.

  最初,LED只是作为微型指示灯,在计算机、音响和录像机等高档设备中应用,随着大规模集成电路和计算机技术的不断进步,LED显示屏正在迅速崛起,作为新一代显示媒体,LED已成为现代城市一道靓丽的风景线,广泛应用于各种公共场合.近年来,LED逐渐扩展到通用照明领域,从证券行情到股票机,从笔记本电脑到数码相机,从PDA到手机,从室内照明到汽车车灯,LED无处不在.
    有机LED显示屏的单个元素反应速度是LCD液晶屏的1000倍,在强光下也可以照看不误,并且适应零下40度的低温.据悉,国外一家公司正在开发一种头盗式取景器,将指甲盖大小的高分辨率有机LED显示器置入其中,戴上这种半透明头盔显示器,飞行员可以毫不费力地查看各种飞行数据;正在进行手术的外科医生眼睛无需离开手术台,就能看到复杂的诊断图像;飞行机械师在检修飞机时,目光所至即可看到相应部件的维修手册.更令人心动不已的是,戴上有机LED显示屏制成的眼镜,还可以开开心心看电影,视角可以达到160度.
  LED照亮未来
  在现代都市中,大功率气体放电灯、泛光照明、霓虹灯、灯箱广告等光源所产生的光污染,已经对人类、自然环境以及天文观察造成严重危害.21世纪,解决光污染,是照明技术急待突破的课题,LED应运而生,前途无量.

  白光LED的出现,是LED从标识功能向照明功能跨出的实质性一步.白光LED最接近日光,更能较好反映照射物体的真实颜色,所以,从技术角度看,白光LED无疑是LED最尖端的技术.

  白光LED的应用市场将非常广泛,也是取代白炽钨丝灯泡及荧光灯的“杀手”.目前,白色LED已开始进入一些应用领域,应急灯、手电筒、闪光灯等产品相继问世.但是,由于价格十分昂贵,故而难以普及.一组亮度相当于40瓦白炽灯的白色LED,其售价为220美元,白色LED普及的前提是价格下降,而价格下降必须在白色LED形成一定市场规模才有可能,毫无疑问,两者的融合最终有赖于技术进步.

  据美国能源部预测,2010年前后,美国将有55%的白炽灯和荧光灯被LED替代,每年节电价值可达350亿美元,可能形成一个500亿美元的大产业.日本提出,LED将在2006年大规模替代传统白炽灯.为了抢占未来市场的制高点,通用电气、飞利浦、奥斯拉姆等世界三大照明工业巨头纷纷行动,与半导体公司合作成立LED照明企业,目标是在2010年前把LED发光效率再提高8倍,价格降低99%.

  未来照明市场的争夺战已经开火.我国拥有巨大的照明工业和照明市场,去年,我国照明电器销售收入445亿元,出口创汇43亿美元,专家预计3年内我国发光二极管产业的产值可达30亿~40亿美元.在半导体发光器件领域,我国与世界先进水平差距较小,我国自主研制的第一个LED比世界上第一个LED仅仅晚几个月,整体技术水平也只比发达国家相差3年左右.为了适应高速增长的市场需求,我国已将LED分别列为31项国家鼓励发展的电子产品和20种鼓励外商投资的电子产品和技术.

本身就没有图片吗?

原文就一张图


图1:CIE(x,y)色度图.其中E代表纯白色,X带表W-LED的颜色.500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/35/1131417123.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

有没有40瓦的灯泡亮?
用什么电源?
我也想做一个

没必要那么多灯吧?你的LED每个多少W?想不明白怎么怎么多!

好!好!老兄花了不少银子吧!市电直接驱动还是加了变换电路?

有了,整个台灯消耗的功率只有5W左右,自己做得小开关电源供电.

要的,没有那么多等的话,照亮的面积太小,我让每个灯的方向都不同,这样桌面上两本翻开的大书都可以照亮.看起书来很舒服的.

灯花了我将近30块,其他的都是实验室的,不花钱,要知道LED的寿命要10万小时,花这点钱值得.

您 的LED灯还不到50个吧,5W的功率?效率太低了点吧.我不知道您的供电电路是怎么做的?

我想问一下 如何用12伏蓄电池点亮50个白色发光二极管?

我想问一下 如何用12v蓄电池点亮50个led ?

做一个输出是7.5V到10.5V连续可调的buck变换器,把白色发光二极管3个3个串联,然后3个3个串联起来的发光二极管并联接于变换器输出端,调节电压时发光管的亮度也跟着变化.

输出电压也可以是4.8V到7V之间连续可调,或者是2.4V到3.5V连续可调,由串联二极管个数决定,我做过实验,对于我买的这种二极管单个二极管2.4V供电时,通过电流大概1mA左右,3.5V供电时通过电流在20毫安左右.

小开关电源

如用IC,我有办法,用IC直接驱动.

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可惜现在LED 的成本太高了,什么时候才能在室内照明普遍开呢?

有量产的LED台灯方案,支持定时开关机,PWM亮度调节,同步显示亮度等,调光时绝不影响亮度.QQ:820682462 TEL:13912669135  

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/77/321341243427320.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/77/321341243427326.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/77/321341243427332.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/77/321341243427337.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">