半导体发光二极管灯具介绍

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1、半导体发光二极管灯具介绍一 、 定 义半 导 体 发 光 二 极 管 灯 具 即 LED（ Light Emitting Diode） 灯 具 ， 是 一种 半 导 体 固 体 发 光 器 件 。 它 是 利 用 固 体 半 导 体 芯 片 作 为 发 光 材 料 ， 在 半 导 体中 通 过 载 流 子 发 生 复 合 放 出 过 剩 的 能 量 而 引 起 光 子 发 射 ， 直 接 发 出 红 、 黄 、蓝 、 绿 、 青 、 橙 、 紫 、 白 色 的 光 。 LED 照 明 产 品 就 是 利 用 LED 作 为 光 源 制造 出 来 的 照 明 器 具 。 半 导 体 发 光 二

2、极 管 灯 具二 、 前 景当 前 全 球 能 源 短 缺 的 忧 虑 再 度 升 高 的 背 景 下 ， 节 约 能 源 是 我 们 未 来 面 临的 重 要 的 问 题 ， 在 照 明 领 域 ， LED 发 光 产 品 的 应 用 正 吸 引 着 世 人 的 目 光 ，LED 作 为 一 种 新 型 的 绿 色 光 源 产 品 ， 必 然 是 未 来 发 展 的 趋 势 ， 二 十 一 世 纪 将进 入 以 LED 为 代 表 的 新 型 照 明 光 源 时 代 。 LED 灯 具LED 被 称 为 第 四 代 照 明 光 源 或 绿 色 光 源 ， 具 有 节 能 、 环 保 、 寿

3、命 长 、 体 积 小等 特 点 ， 可 以 广 泛 应 用 于 各 种 指 示 、 显 示 、 装 饰 、 背 光 源 、 普 通 照 明 和 城 市夜 景 等 领 域 。 近 年 来 ， 世 界 上 一 些 经 济 发 达 国 家 围 绕 LED 的 研 制 展 开 了 激烈 的 技 术 竞 赛 。 美 国 从 2000 年 起 投 资 5 亿 美 元 实 施 “国 家 半 导 体 照 明 计 划 ”， 欧 盟 也 在 2000 年 7 月 宣 布 启 动 类 似 的 “彩 虹 计 划 ”。 我 国 科 技 部 在“863”计 划 的 支 持 下 ， 2003 年 6 月 份 首 次 提

4、出 发 展 半 导 体 照 明 计 划 。 三 、 优 点高 节 能 ： 节 能 能 源 无 污 染 即 为 环 保 。 直 流 驱 动 ， 超 低 功 耗 （ 单 管0.03-0.06 瓦 ） 电 光 功 率 转 换 接 近 100%， 相 同 照 明 效 果 比 传 统 光 源 节 能 80%以上 。 LED 灯 泡寿 命 长 ： LED 光 源 有 人 称 它 为 长 寿 灯 ， 意 为 永 不 熄 灭 的 灯 。 固 体 冷 光 源 ， 环氧 树 脂 封 装 ， 灯 体 内 也 没 有 松 动 的 部 分 ， 不 存 在 灯 丝 发 光 易 烧 、 热 沉 积 、 光衰 等 缺 点 ，

5、 使 用 寿 命 可 达 6 万 到 10 万 小 时 ， 比 传 统 光 源 寿 命 长 10 倍 以 上 。多 变 幻 ： LED 光 源 可 利 用 红 、 绿 、 蓝 三 基 色 原 理 ， 在 计 算 机 技 术 控 制 下使 三 种 颜 色 具 有 256 级 灰 度 并 任 意 混 合 ， 即 可 产 生256256256=16777216 种 颜 色 ， 形 成 不 同 光 色 的 组 合 变 化 多 端 ， 实 现 丰富 多 彩 的 动 态 变 化 效 果 及 各 种 图 像 。 利 环 保 ： 环 保 效 益 更 佳 ， 光 谱 中 没 有 紫 外 线 和 红 外 线 ，

6、既 没 有 热 量 ， 也没 有 辐 射 ， 眩 光 小 ， 而 且 废 弃 物 可 回 收 ， 没 有 污 染 不 含 汞 元 素 ， 冷 光 源 ， 可以 安 全 触 摸 ， 属 于 典 型 的 绿 色 照 明 光 源 。 高 新 尖 ： 与 传 统 光 源 单 调 的 发 光 效 果 相 比 ， LED 光 源 是 低 压 微 电 子 产 品 ，成 功 融 合 了 计 算 机 技 术 、 网 络 通 信 技 术 、 图 像 处 理 技 术 、 嵌 入 式 控 制 技 术 等 ，所 以 亦 是 数 字 信 息 化 产 品 ， 是 半 导 体 光 电 器 件 “高 新 尖 ”技 术 ， 具

7、有 在 线编 程 ， 无 限 升 级 ， 灵 活 多 变 的 特 点 。 LED 灯 具 原 理 图照 明 术 语波 长 ： 光 的 色 彩 强 弱 变 化 ， 是 可 以 通 过 数 据 来 描 述 ， 这 种 数 据 叫 波 长 。我 们 能 见 到 的 光 的 波 长 ， 范 围 在 380 至 780nm 之 间 。 单 位 ： 纳 米 （ nm） 亮 度 ： 亮 度 是 指 物 体 明 暗 的 程 度 ， 定 义 是 单 位 面 积 的 发 光 强 度 。 单 位 ：尼 特 （ nit） 光 强 ： 指 光 源 的 明 亮 程 度 。 也 即 表 示 光 源 在 一 定 方 向 和

8、范 围 内 发 出 的 可见 光 辐 射 强 弱 的 物 理 量 。 单 位 ： 烛 光 （ cd） 光 通 量 ： 光 源 每 秒 钟 所 发 出 的 可 见 光 量 之 总 和 。 单 位 ： 流 明 （ Lm） LED 室 内 灯光 效 ： 光 源 发 出 的 光 通 量 除 以 光 源 的 功 率 。 它 是 衡 量 光 源 节 能 的 重 要 指 标 。单 位 ： 每 瓦 流 明 （ Lm/w） 。 显 色 性 ： 光 源 对 物 体 呈 现 的 程 度 ， 也 就 是 颜 色 的 逼 真 程 度 。 通 常 叫 做显 色 指 数 。 单 位 ： Ra。 色 温 ： 光 源 发 射

9、光 的 颜 色 与 黑 体 在 某 一 温 度 下 辐 射 光 色 相 同 时 ， 黑 体 的温 度 称 为 该 光 源 的 色 温 。 单 位 ： 开 尔 文 （ k） 。 眩 光 ： 视 野 内 有 亮 度 极 高 的 物 体 或 强 烈 的 亮 度 对 比 ， 所 造 成 的 视 觉 不 舒适 称 为 眩 光 ， 眩 光 是 影 响 照 明 质 量 的 重 要 因 素 。 同 步 性 ： 两 个 或 两 个 以 上 LED 灯 在 不 规 定 时 间 内 能 正 常 按 程 序 设 定 的 方式 运 行 ， 一 般 指 内 控 方 式 的 LED 灯 ， 同 步 性 是 LED 灯 实

10、现 协 调 变 化 的 基 本要 求 。 防 护 等 级 ： IP 防 护 等 级 是 将 灯 具 依 其 防 尘 、 防 湿 气 之 特 性 加 以 分 级 ， 由两 个 数 字 所 组 成 ， 第 一 个 数 字 代 表 灯 具 防 尘 、 防 止 外 物 侵 人 的 等 级 （ 分 0-6 级 ） ， 第 二 个 数 字 代 表 灯 具 防 湿 气 、 防 水 侵 人 的 密 封 程 度 （ 分 0-8 级 ） ，数 字 越 大 表 示 其 防 护 等 级 越 高 。 LED 应 用(1) 显 示 屏 、 交 通 讯 号 显 示 光 源 的 应 用 。 LED 灯 具 有 抗 震 耐 冲

11、 击 、 光响 应 速 度 快 、 省 电 和 寿 命 长 等 特 点 ， 广 泛 应 用 于 各 种 室 内 、 户 外 显 示 屏 ， 分为 全 色 、 双 色 和 单 色 显 示 屏 ； 交 通 信 号 灯 主 要 用 超 高 亮 度 红 、 绿 、 黄 色LED， 采 用 LED 信 号 灯 既 节 能 ， 可 靠 性 又 高 ， 故 交 通 信 号 灯 正 在 逐 步 更 新 换代 。 (2) 汽 车 工 业 上 的 应 用 汽 车 用 灯 包 含 汽 车 内 部 的 仪 表 板 、 音 响 指 示 灯 、开 关 的 背 光 源 、 阅 读 灯 和 外 部 的 刹 车 灯 、 尾 灯

12、 、 侧 灯 以 及 头 灯 等 。 LED 响应 速 度 快 , 可 以 及 早 提 醒 司 机 刹 车 ， 减 少 汽 车 追 尾 事 故 。 (3) LED 作 为 LCD 背 光 源 应 用 。 寿 命 长 、 发 光 效 率 高 、 无 干 扰 和 性 价比 高 等 特 点 ， 已 广 泛 应 用 于 电 子 手 表 、 手 机 、 BP 机 、 电 子 计 算 器 和 刷 卡 机上 ， 随 着 便 携 电 子 产 品 日 趋 小 型 化 ， LED 背 光 源 更 具 优 势 。 (4) LED 照 明 光 源 替 换 传 统 照 明 灯 具 。 这 种 替 换 趋 势 已 经 开

13、 始 涉 及 户 内外 ， 商 业 照 明 ， 道 路 工 业 照 明 等 。 (5) 其 它 应 用 如 电 子 类 产 品 如 手 机 ， 数 码 播 放 器 ， 电 脑 ， 收 音 机 等 。 例如 一 种 受 到 儿 童 欢 迎 的 闪 光 鞋 ， 走 路 时 内 置 的 LED 会 闪 烁 发 光 。 LED 设 计 理 念LED 的 出 现 打 破 了 传 统 光 源 的 设 计 方 法 与 思 路 ， 目 前 有 两 种 最 新 的 设 计理 念 。 1.情 景 照 明 ： 是 2008 年 由 飞 利 浦 提 出 的 情 景 照 明 ， 以 环 境 的 需 求 来 设计 灯 具

14、 。 情 景 照 明 以 场 所 为 出 发 点 ， 旨 在 营 造 一 种 漂 亮 、 绚 丽 的 光 照 环 境 ，去 烘 托 场 景 效 果 ， 使 人 感 觉 到 有 场 景 氛 围 。 2.情 调 照 明 ： 是 2009 年 由 凯 西 欧 提 出 的 情 调 照 明 ， 以 人 的 需 求 来 设 计灯 具 。 情 调 照 明 是 以 人 情 感 为 出 发 点 ， 从 人 的 角 度 去 创 造 一 种 意 境 般 的 光 照环 境 。 情 调 照 明 与 情 景 照 明 有 所 不 同 ， 情 调 照 明 是 动 态 的 ， 可 以 满 足 人 的 精神 需 求 的 照 明

15、方 式 ， 使 人 感 到 有 情 调 ;而 情 景 照 明 是 静 态 的 ， 它 只 能 强 调 场景 光 照 的 需 求 ， 而 不 能 表 达 人 的 情 绪 ， 从 某 种 意 义 上 说 ， 情 调 照 明 涵 盖 情 景照 明 。 情 调 照 明 包 含 四 个 方 面 ： 一 是 环 保 节 能 ， 二 是 健 康 ， 三 是 智 能 化 ， 四是 人 性 化 。 发 展根 据 市 场 调 查 公 司 的 报 告 ， 2010 年 全 球 LED 照 明 市 场 超 过 57 亿 美 元 。从 2010 年 到 2016 年 ， 全 球 LED 照 明 的 市 场 占 有 率

16、将 由 7%增 至 40%以 上 ，2020 年 LED 照 明 市 场 的 收 入 将 接 近 650 亿 欧 元 ， 占 据 全 球 照 明 市 场 60%的份 额 。 中 国 LED 产 业 起 步 于 20 世 纪 70 年 代 。 经 过 30 多 年 的 发 展 ， 中 国 LED产 业 已 初 步 形 成 了 包 括 LED 外 延 片 的 生 产 、 LED 芯 片 的 制 备 、 LED 芯 片 的 封装 以 及 LED 产 品 应 用 在 内 的 较 为 完 整 的 产 业 链 。 在 “国 家 半 导 体 照 明 工 程 ”的 推 动 下 ， 形 成 了 上 海 、 大 连 、 南 昌 、 厦 门 、 深 圳 、 扬 州 和 石 家 庄 七 个 国 家半 导 体 照 明 工 程 产 业 化 基 地 。 长 三 角 、 珠 三 角 、 闽 三 角 以 及 北 方 地 区 则 成 为中 国 LED 产 业 发 展 的 聚 集 地 。 LED