LED 晶片發光原理

LED 晶片發光原理是利用電能直接轉化為光能的原理，在透過封裝體的
脚位將半導體晶片內正負極2個端子施加電壓，當電流通過，使電子與電
洞相結合時，剩餘能量便以光的形式釋放，依其使用的材料的不同，其
能階高低使光子能量產生不同波長的光，人眼所能接受到各種顏色的光，
其波長介於400 - 780nm，在此區間之外則為不可見光，包括紅外光及紫
外光(UV)。

多數LED被稱為Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體，是由Ⅴ族元素(氮N、磷P、砷As等)與Ⅲ族元素(鋁Al、鎵Ga、銦In等)結合而成，
以與IC半導體所使用之矽(Si)等Ⅳ族元素區別。

1. 液相磊晶法 (Liquid Phase Epitaxy, LPE) ：以磷化鎵(GaP)或砷化鎵(GaAs)為基板，
    用於生產中低亮度LED及紅外光IrDa晶粒，其亮度在1燭光(1000mcd)以下。

2. 氣相磊晶法 (Vapor Phase Epitaxy, VPE)：以磷化鎵(GaP)或砷化鎵(GaAs)為基板，
    用於生產中低亮度LED及紅外光IrDa晶粒，其亮度在1燭光(1000mcd)以下。

3. 有機金屬氣相磊晶法(Metal Organic Vapor Epitaxy, MOCVD)：以AlGaInP四種元素為
    發光層材料在砷化鎵基板上磊晶者，發出紅、橙、黃光之琥珀色系，通稱為四元LED
     
4. 有機金屬氣相磊晶法(Metal Organic Vapor Epitaxy, MOCVD)：以藍寶石(Sapphire)為
    基板以GaN為材料所生產的藍、綠光LED，則稱為氮化物LED，用於生產高亮度LED，
    其亮度約在6000-8000mcd。
    
LED晶片只需要 2～4 V 的電壓﹝藍、綠、白、電壓在 2.8V—3.5V，黃、紅、電壓在 1.8V—2.4V﹞就可以正常動作，
因此其壽命也比傳統光源來得更長。 LED 所發出的顏色，主要是取決於電子與電洞結合所釋放出來的能量高低，也
就是由所用的半導體材料的能隙所決定。同一種材料發出光的波寬都很窄，因此每一顆 LED的光色都很純正，與傳統
光源都混有多種顏色相比，LED 可說是一種數位化的光源。