led的发光原理是什么，简述led的发光原理
目前LED照明灯在照明领域已经基本上完全替代了白炽灯，与节能灯相比，LED灯也有很明显的优势，LED灯是怎样发光的，白光照明用的LED是如何研发出来的，LED灯与传统的白炽灯和节能灯相比有什么优点和缺点呢？
1，LED发光原理
熟悉电子技术的朋友都知道，LED发光二极管在电路中的元件符号与二极管很相近，只是在二极管的基础上增加了表示发光的箭头，其实它的物理结构也与二极管有相近之处，在它的灯珠上有一个很小的晶片，这个晶片是由多层组成的，最上层是P型半导体层，最下层是N型半导体层，位于中间的则是发光层。如果在PN两层施加适当的正向电压，则在中间的发光层就会因为有电流流过而产生人眼可见的光子，这就是它可以发光的原因，听起来并不复杂是吧！
2，发光二极管的颜色
发光二极管有多种不同的颜色，比如红色、黄色、绿色、蓝色等等，但是因为半导体器件还没有被发现有能直接发出白色光的，所以也就没有直接发出白色光的发光二极管。可能很多同学要问了，那现在我们生活中常见的白光二极管是怎么来的呢？这里就不得不提到一位日本的诺贝尔奖获得者，中村修二博士，他在上世纪90年代发明了蓝光LED，之后在1998年的时候又蓝光LED的基础上进行研发，研发成功了白光LED，白光LED是在中间层增加一层荧光粉，蓝光光子的能量高，可以激发荧光粉，其中有一部分会穿过荧光粉图层，还有一部分会因为打到这个图层后与图层的荧光物质作用而产生了黄色光，蓝光和黄光结合就产生了白光。中村修二博士也因在LED发光二极管领域所作的贡献在2014年获得诺贝尔物理学奖。
3，白光LED的色温
根据蓝光和黄光所占比例的多少，白光会表现出不同的色温；如果蓝光所占比例大，则白光的色温会偏高，给人的感觉就是有点偏蓝色，反之，如果黄光所占比例大，则白光的色温会偏低，给人的感觉就是有点偏黄色。比如一般的摄影灯就具有调节色温的功能，可以在不同色温范围进行调节，以适应实际的应用环境。根据蓝光产生白光的方法成本低，结构简单，制造方便，可以产生3500到10000K的各色白光。
4，LED灯的应用
目前LED灯的应用非常广泛，在室内和室外都可以见到它的身影，在室外比如路边的街灯和树木装饰灯，汽车的照明灯和刹车灯，楼道里的指引灯，楼宇或者建筑物外面的投射灯等等。在室内比如家用照明灯，平板电视的背光灯，投影仪的投射灯以及LED手电筒等等。这些传统应用都使用白炽灯或者稀有气体灯的现在都改为使用LED灯了。
5，LED灯的优点
LED灯与传统的白炽灯相比有很多优点，第一，发光效率高，节能性能好，在同等发光强度下，LED的功耗只相当于白炽灯的十分之一。即使与节能灯相比，LED灯的功耗也只有节能灯的四分之一，在不断提倡节能减排的今天，这种低能耗高效率的设备不正是我们最想要的吗？第二，寿命长，LED灯因为其内部是PN结和发光层构成的，不像白炽灯那样有灯丝，所以其寿命可高达5万小时，而普通白炽灯的寿命一般只有1千小时左右，普通节能灯的寿命也只有8千小时左右。第三，LED灯采用直流供电，无闪频，白炽灯使用交流供电，存在闪频现象，时间长了会使人眼产生疲劳感。
6，LED灯的缺点：
第一：由于白光的LED中含有蓝光成份，而蓝光对人的视网膜有害，人眼长时间接受LED灯的这种蓝光会导致视力下降，甚至在一定程序上会引起更严重的视觉问题，关于蓝光对人眼造成的危害，目前还没有有效的解决方案。
第二：LED灯的发光面积小，所以光的散射性不好，在某些角度上会使人有刺眼的感觉。
第三：LED灯如果使用交流驱动也会和普通白炽灯一样有频闪现象，而普通的节能灯则没有频闪问题。
7，LED灯未来的发展方向
对于LED灯存在的这些缺点，急需人们去解决的是蓝光对人眼的伤害问题，而散射性不好和频闪的问题可以通过灯具的制造形态和LED驱动电源上进行改进，正如诺贝尔获奖者中村修二博士所说，20世纪白炽灯照亮了地球，21世纪照亮地球的则是LED灯。