004.LED光源照明技术和灯光环境中的应用

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1、1中山泰騰燈飾有限公司LED光源照明技術燈光環境中的應用2006.10.082LED光源照明技術燈光環境中的應用LED光源在照明領域的應用，是半導體發光材料技術高速發展及“綠色照明”概念逐步深入人心的產物。“綠色照明”是國外照明領域在上世紀80年代末提出的新概念，我國“綠色照明工程”的實施始於1996年。實現這一計畫的重要步驟就是要發展和推廣高效、節能照明器具，節約照明用電，減少環境及光污染，建立一個優質高效、經濟舒適、安全可靠、有益環境的照明系統。3一、LED照明概念LED（LighyEmittingDiode），又稱發光二極體，它們利用固體半導體晶片作為發光材料，當兩端加上

2、正向電壓，半導體中的載流子發生複合，放出過剩的能量而引起光子發射產生可見光。4（一）LED的發展歷史應用半導體P·N結髮光源原理製成LED問世於20世紀60年代初，1964年首先出現紅色發光二極體，之後出現黃色LED。直到1994年藍色、綠色LED才研製成功。1996年由日本Nichia公司（日亞）成功開發出白色LED。5LED以其固有的特點如省電、壽命長、耐震動，回應速度快、冷光源等特點，廣泛應用於指示燈、信號燈、顯示幕、景觀照明等領域，在我們的日常生活中處處可見，家用電器、電話機、儀錶板照明、汽車防霧燈、交通信號燈等。但由於其亮度差、價格昂貴等條件的限制，無法作為通用光源推廣應

3、用。6最偉大的發明之一近幾年來，隨著人們對半導體發光材料研究的不斷深入，LED製造工藝的不斷進步和新材料（氮化物晶體和螢光粉）的開發和應用，各種顏色的超高亮度LED取得了突破性進展，其發光效率提高了近1000倍，色度方面已實現了可見光波段的所有顏色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出現，使LED應用領域跨越至高效率照明光源市場成為可能。曾經有人指出，高亮度LED將是人類繼愛迪生發明白熾燈泡後，最偉大的發明之一。7（二）LED發光原理發光二極體主要由PN結晶片、電極和光學系統組成。其發光體——晶片的面積為10.12mil（1mil=0.0254平方毫米），目前國際上出現大晶片LED

4、，晶片面積達40mil。8其發光過程包括三部分正向偏壓下的載流子注入、複合輻射和光能傳輸。微小的半導體晶片被封裝在潔淨的環氧樹脂物中，當電子經過該晶片時，帶負電的電子移動到帶正電的空穴區域並與之複合，電子和空穴消失的同時產生光子。9電子和空穴之間的能量（帶隙）越大，產生的光子的能量就越高。光子的能量反過來與光的顏色對應，可見光的頻譜範圍內，藍色光、紫色光攜帶的能量最多，桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由於不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發出不同顏色的光。10LED照明光源的主流將是高亮度的白光LED目前，已商品化的白光LED多是二波長，即以藍光單晶片加上YAG黃色螢光粉混合產生白

5、光。未來較被看好的是三波長白光LED，即以無機紫外光晶片加紅、藍、綠三顏色螢光粉混合產生白光，它將取代螢光燈、緊湊型節能螢光燈泡及LED背光源等市場。11（三）LED光源的基本特徵１、發光效率高２、耗電量少３、使用壽命長４、安全可靠性強５、有利於環保12１、發光效率高LED經過幾十年的技術改良，其發光效率有了較大的提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12-24流明／瓦，螢光燈50～70流明／瓦，鈉燈90～140流明／瓦，大部分的耗電變成熱量損耗。LED光效經改良後將達到達50～200流明／瓦，而且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發出有色可見光。目前，世界各國均加緊提高LED光效方面的研

6、究，在不遠的將來其發光效率將有更大的提高。13２、耗電量少LED單管功率0.03～0.06瓦，採用直流驅動，單管驅動電壓1.5～3.5伏，電流15～18毫安培，反應速度快，可在高頻操作。同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈泡的八分之一，螢光燈管的二分之一、日本估計，如採用光效比螢光燈還要高兩倍的LED替代日本一半的白熾燈和螢光燈。每年可節約相當於60億升原油。就橋樑護欄燈例，同樣效果的一支日光燈40多瓦，而採用LED每支的功率只有8瓦，而且可以七彩變化。14３、使用壽命長採用電子光場輻射發光，燈絲發光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而採用LED燈體積小、重量輕，環氧樹脂封裝，可承受高強

7、度機械衝擊和震動，不易破碎。平均壽命達10萬小時。LED燈具使用壽命可達5～10年，可以大大降低燈具的維護費用，避免經常換燈之苦。15４、安全可靠性強發熱量低，無熱輻射，冷光源，可以安全抵摸：能精確控制光型及發光角度，光色柔和，無眩光；不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質。內置微處理系統可以控制發光強度，調整發光方式，實現光與藝術結合。16５、有利於環保LED為全固體發光體，耐震、耐衝擊不易破碎，廢棄物可回收，沒有污染。光源體積小，可以隨意組合，易開發成輕便薄短小型照明