LED環(huán)保燈

定義：　

        LED環(huán)保燈是選用LED為光源的燈具產品，有使用低壓電源、耗能少、適用性強、穩(wěn)定性高、響應時間短、對環(huán)境無污染、多色發(fā)光等的優(yōu)點，雖然價格較現(xiàn)有照明器材昂貴，仍被認為是它將不可避免地現(xiàn)有照明器件。
 

發(fā)展史：
 

　　上個世紀60年代，科技工作者利用半導體PN結發(fā)光的原理，研制成了LED發(fā)光二極管。當時研制的LED，所用的材料是GaASP，其發(fā)光顏色為紅色。經過近30年的發(fā)展，現(xiàn)在大家十分熟悉的LED，已能發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍等多種色光。然而照明需用的白色光LED僅在近年才發(fā)展起來，這里向讀者介紹有關照明用白光LED。
 

聯(lián)系：
 

　　1． 可見光的光譜和LED白光的關系。 眾所周之，可見光光譜的波長范圍為380nm～760nm，是人眼可感受到的七色光——紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，但這七種顏色的光都各自是一種單色光。例如LED發(fā)的紅光的峰值波長為565nm。在可見光的光譜中是沒有白色光的，因為白光不是單色光，而是由多種單色光合成的復合光，正如太陽光是由七種單色光合成的白色光，而彩色電視機中的白色光也是由三基色紅、綠、藍合成。由此可見，要使LED發(fā)出白光，它的光譜特性應包括整個可見的光譜范圍。但要制造這種性能的LED，在目前的工藝條件下是不可能的。根據(jù)人們對可見光的研究，人眼睛所能見的白光，至少需兩種光的混合，即二波長發(fā)光（藍色光＋黃色光）或三波長發(fā)光（藍色光＋綠色光＋紅色光）的模式。上述兩種模式的白光，都需要藍色光，所以攝取藍色光已成為制造白光的關鍵技術，即當前各大LED制造公司追逐的“藍光技術”。目前國際上掌握“藍光技術”的廠商僅有少數(shù)幾家，比如日本的日亞化學,日本的豐田合成,美國的CREE,德國的歐司朗等,所以白光LED的推廣應用，尤其是高亮度白光LED在我國的推廣還有一個過程。 　　
        2． 白光LED的工藝結構和白色光源。 對于一般照明，在工藝結構上，白光LED通常采用兩種方法形成，第一種是利用“藍光技術”與熒光粉配合形成白光；第二種是多種單色光混合方法。這兩種方法都已能成功產生白光器件。第一種方法產生白光的系統(tǒng)如圖1所示，圖中LED GaM芯片發(fā)藍光（λp＝465nm），它和YAG（釔鋁石榴石）熒光粉封裝在一起，當熒光粉受藍光激發(fā)后發(fā)出黃色光，結果，藍光和黃光混合形成白光（構成LED的結構如圖2所示）。第二種方法采用不同色光的芯片封裝在一起，通過各色光混合而產生白光。 　　
        3．白光LED照明新光源的應用前景。 為了說明白光LED的特點，先看看目前所用的照明燈光源的狀況。白熾燈和鹵鎢燈，其光效為12～24流明／瓦；熒光燈和HID燈的光效為50～120流明／瓦。對白光LED：在1998年，白光LED的光效只有5流明／瓦，到了1999年已達到15流明／瓦，這一指標與一般家用白熾燈相近，而在2000年時，白光LED的光效已達25流明／瓦，這一指標與鹵鎢燈相近。有公司預測，到2005年，LED的光效可達50流明／瓦，到2015年時，LED的光效可望達到150～200流明／瓦。那時的白光LED的工作電流便可達安培級。由此可見開發(fā)白光LED作家用照明光源，將成可能的現(xiàn)實。
 

分析：
 

　　普通照明用的白熾燈和鹵鎢燈雖價格便宜，但光效低（燈的熱效應白白耗電），壽命短，維護工作量大，但若用白光LED作照明，不僅光效高，而且壽命長（連續(xù)工作時間10000小時以上），幾乎無需維護。目前，德國Hella公司利用白光LED開發(fā)了飛機閱讀燈；澳大利亞首都堪培拉的一條街道已用了白光LED作路燈照明；我國的城市交通管理燈也正用白光LED取代早期的交通秩序指示燈?？梢灶A見不久的將來，白光LED定會進入家庭取代現(xiàn)有的照明燈。
 

特點和優(yōu)點
 

        LED的內在特征決定了它是最理想的光源去代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，它有著廣泛的用途。 　
體積小 　　LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常的小，非常的輕。 　　
耗電量低 　　LED耗電非常低，一般來說LED的工作電壓是2-3.6V。工作電流是0.02-0.03A。這就是說：它消耗的電不超過0.1W。 　　
使用壽命長 　　在恰當?shù)碾娏骱碗妷合拢琇ED的使用壽命可達10萬小時 　
高亮度、低熱量 　環(huán)保 　　LED是由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會造成污染，同時LED也可以回收再利用。 　　
堅固耐用 　　LED是被完全的封裝在環(huán)氧樹脂里面，它比燈泡和熒光燈管都堅固。燈體內也沒有松動的部分，這些特點使得LED可以說是不易損壞的。
 

分類：
 

1． 按發(fā)光管發(fā)光顏色分 　　按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細分黃綠、標準綠和純綠）、藍光等。另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。 　　根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管不適合做指示燈用。 　　
2． 按發(fā)光管出光面特征分 　　按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發(fā)光二極管記作T-1；把φ5mm的記作T-1（3/4）；把φ4.4mm的記作T-1（1/4）。 　　由半值角大小可以估計圓形發(fā)光強度角分布情況。 　　
從發(fā)光強度角分布圖來分有三類： 　　
（1）高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯(lián)用以組成自動檢測系統(tǒng)。 　　
（2）標準型。通常作指示燈用，其半值角為20°～45°。 　　
（3）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為45°～90°或更大，散射劑的量較大。 　　
3． 按發(fā)光二極管的結構分 　　按發(fā)光二極管的結構分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結構。 　　
4． 按發(fā)光強度和工作電流分 　　按發(fā)光強度和工作電流分有普通亮度的LED（發(fā)光強度100mcd）；把發(fā)光強度在10～100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下（亮度與普通發(fā)光管相同）。 　　
除上述分類方法外，還有按芯片材料分類及按功能分類的方法
 

中國LED產業(yè)的發(fā)展
 

　　中國LED產業(yè)起步于20世紀70年代。經過30多年的發(fā)展，中國LED產業(yè)已初步形成了包括LED外延片的生產、LED芯片的制備、LED芯片的封裝以及LED產品應用在內的較為完整的產業(yè)鏈。在“國家半導體照明工程”的推動下，形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州和石家莊七個國家半導體照明工程產業(yè)化基地。長三角、珠三角、閩三角以及北方地區(qū)則成為中國LED產業(yè)發(fā)展的聚集地。 　　
        目前，中國半導體照明產業(yè)發(fā)展向好，外延芯片企業(yè)的發(fā)展尤其迅速、封裝企業(yè)規(guī)模繼續(xù)保持較快增長、照明應用取得較大進展。2007年中國LED應用產品產值已超過300億元，已成為LED全彩顯示屏、太陽能LED、景觀照明等應用產品世界最大的生產和出口國，新興的半導體照明產業(yè)正在形成。國內在照明領域已經形成一定特色，其中戶外照明發(fā)展最快，已有上百家LED路燈企業(yè)并建設了幾十條示范道路，但國內在大尺寸LCD背光和汽車前照燈方面仍顯落后。 　　
        2008年北京奧運會對LED照明的集中展示讓人們對LED有了全新的認識，有力推動了中國半導體照明產業(yè)的發(fā)展。當前中國半導體產業(yè)產業(yè)大而不強，核心競爭力仍有待于進一步提升。對國內企業(yè)而言，壯大規(guī)模、提高產品質量與技術水平是首要任務，提高未來取得大廠專利授權時的要價能力，或逐步通過研發(fā)突破核心專利。