LED光源照明技術(shù)及在燈光環(huán)境中的應(yīng)用

LED光源照明技術(shù)及在燈光環(huán)境中應(yīng)用LED80年月末提1996步驟就是要開展和推廣高效、節(jié)能照明器具，節(jié)約照明用電，削減環(huán)境及、LEDLED〔LighyEmittingDiode端加上正向電壓，半導(dǎo)體中載流子發(fā)生復(fù)合，放出過剩能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光?！惨弧矻ED開展歷史P·NLED20601964年首先消滅紅色發(fā)光二極管，之后消滅黃色LED。直到1994年藍(lán)色、綠色LED1996年由日本NichiaLED。LED以其固有特點(diǎn)，如省電、壽命長、耐震驚，響應(yīng)速度快、冷光源等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于指示燈、信號(hào)燈、顯示屏、景觀照明等領(lǐng)域，在我們?nèi)粘Ｉ钪刑幪幙梢?，家用電器、機(jī)、儀表板照明、汽車防霧燈、交通信號(hào)燈等。但由于其亮度差、價(jià)格昂貴等條件限制，無法作為通用光源推廣應(yīng)用。近幾年來，隨著人們對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光材料爭論不斷深入，LED制造工藝不斷LED1000見光波段全部顏色，其中最重要是超高亮度白光LED消滅，使LED應(yīng)用領(lǐng)域跨越至高效率照明光源市場成為可能。曾經(jīng)有人指出，高亮度LED將是人類繼愛迪生制造白熾燈泡后，最宏大制造之一?！捕矻ED發(fā)光原理PN面積為10.12mil〔1mil=0.0254LED，40mil。其發(fā)光過程包括三局部：正向偏壓下載流子注入、復(fù)合輻射和光能傳輸。微小半導(dǎo)體晶片被封裝在干凈環(huán)氧樹脂物中，當(dāng)電子經(jīng)過該晶片時(shí)，帶負(fù)電電子移動(dòng)到帶正電空穴區(qū)域并與之復(fù)合，電子和空穴消逝同時(shí)產(chǎn)生光子。電子和空穴之間能量〔帶隙〕越大，產(chǎn)生光子能量就越高。光子能量桔色光、紅色光攜帶能量最少。由于不同材料具有不同帶隙，從而能夠發(fā)出不同顏色光。LED照明光源主流將是高亮度白光LED。目前，已商品化白光LED多是二波長，即以藍(lán)光單晶片加上YAG黃色熒光粉混合產(chǎn)生白光。將來較被看好LED，即以無機(jī)紫外光晶片加紅、藍(lán)、綠三顏色熒光粉混合產(chǎn)生白光，它將取代熒光燈、緊湊型節(jié)能熒光燈泡及LED背光源等市場。〔三〕LED光源根本特征１、發(fā)光效率高LED12-24流明／瓦，熒光燈50～7090～140流明／瓦，LED光效經(jīng)改進(jìn)后將到達(dá)達(dá)50～200流明／瓦，而且其光單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光。目前，世界各國均加緊提高LED光效方面爭論，在不遠(yuǎn)將來其發(fā)光效率將有更大提高。２、耗電量少LED單管功率0.03～0.061.5～3.5伏，15～18耗電量是白熾燈泡八分之一，熒光燈管二分之一、日本估量，如承受光效比熒光燈還要高兩倍LED替代日本一半白熾燈和熒光燈。每年可節(jié)約相當(dāng)于60億升原油。就橋梁護(hù)欄燈例，同樣效果一支日光燈40多瓦，而承受LED每支功率只有8瓦，而且可以七彩變化。３、使用壽命長承受電子光場輻射發(fā)光，燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰減等缺點(diǎn)。而承受LED燈體積小、重量輕，環(huán)氧樹脂封裝，可承受高強(qiáng)度機(jī)械沖擊和震驚，不易裂開。平均壽命達(dá)10萬小時(shí)。LED燈具使用壽命可達(dá)5～10年，可以大大降低燈具維護(hù)費(fèi)用，防止常常換燈之苦。４、平安牢靠性強(qiáng)發(fā)熱量低，無熱輻射，冷光源，可以平安抵摸：能準(zhǔn)確掌握光型及發(fā)光角度，光色嚴(yán)峻，無眩光；不含汞、鈉元素等可能危害安康物質(zhì)。內(nèi)置微處理系統(tǒng)可以掌握發(fā)光強(qiáng)度，調(diào)整發(fā)光方式，實(shí)現(xiàn)光與藝術(shù)結(jié)合。５、有利于環(huán)保LED為全固體發(fā)光體，耐震、耐沖擊不易裂開，廢棄物可回收，沒有污染。光源體積小，可以隨便組合，易開發(fā)成輕松薄短小型照明產(chǎn)品，也便于安裝和維護(hù)。固然，節(jié)能是我們考慮使用LED光源最主要緣由，或許LED光源要比傳統(tǒng)4～9幾倍節(jié)能凈收益期。二、LED長期以來，由于LED光效低緣由，其應(yīng)用主要集中在各種顯示領(lǐng)域。隨著LEDLED〕消滅，在照明領(lǐng)域應(yīng)用成為可能。據(jù)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)推測，二十一世紀(jì)將進(jìn)入以LED為代表型照明光源時(shí)代，被稱為第四代光源?！惨弧城熬凹伴_展趨勢20%，大大降低照明用電是節(jié)約能源重要途徑，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)業(yè)界已爭論開發(fā)出很多種節(jié)能照明器具，并到達(dá)了肯定成效。但是，距離“綠色照明〞要求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，開發(fā)和應(yīng)用更高效、牢靠、平安、耐用型光源勢在必行。LED以其固有優(yōu)越性正吸引著世界目光。美國、日本等國家和臺(tái)灣地區(qū)對(duì)LED照明效益進(jìn)展了推測，美國55%白熾燈及55%日光燈被LED取代，每年節(jié)約350億美元電費(fèi)，每年削減7.55億噸二氧化碳排放量。日本100%白熾燈換成LED，可削減1～210億公升以上原油消耗。臺(tái)灣地區(qū)25%白熾燈100%日光燈被白光LED1101998年就編制“21世紀(jì)方案〞，針對(duì)世紀(jì)照明用LED光源進(jìn)展有用性爭論。近年來，日本日亞化工、豐田合成、SONY、佳友電工等都已有LED照明產(chǎn)品GE等也投入大量人力物力進(jìn)展LED照明產(chǎn)品爭論開發(fā)和生產(chǎn)。美國GE公司和EMCORE公司合作成立LED，以取代白熾燈、緊湊型熒光燈、鹵鎢燈和汽車燈。德國歐司朗公司與西門子公司合作開發(fā)LED照明系統(tǒng)。臺(tái)灣目前LED產(chǎn)量僅次于日本列在美國之前，從1998年開場投入6億臺(tái)幣進(jìn)展相關(guān)開發(fā)工作。LED開展歷史已經(jīng)幾十年，但在照明領(lǐng)域應(yīng)用還是技術(shù)。隨著LED技術(shù)迅猛開展，其發(fā)光效率逐步提高，LED應(yīng)用市場將更加廣泛，特別在全球能源短缺憂慮再度上升背景下，LED在照明市場前景更備受全球矚目，被10鎢絲燈和熒光燈最大潛力商品?！捕痴彰鲬?yīng)用中存在主要技術(shù)問題近年來，LED發(fā)光效率正在逐步提高，商品化器件已到達(dá)白熾燈水平，景觀燈承受白色LED發(fā)光效率接近熒光燈水平，并在穩(wěn)步增長中。但是，在照明普及應(yīng)用方面仍存在一些技術(shù)性問題：一是光通量有待進(jìn)一步提高。承受LED作為照明光源，必需可以發(fā)出更多光，必需具有更高能量效率。二是LED發(fā)出光與自然光仍有肯定差距。白熾燈具有格外強(qiáng)黃色光成分，給人一種溫和感覺。而白光LED發(fā)出白光帶有藍(lán)色光成分，在這種光照明下，人們視覺不很自然。三是價(jià)格較高。這是影響LED照明普及主要緣由。但是，近年來出于晶片技術(shù)改進(jìn)，制造本錢正在急劇下降，近三年來LED價(jià)格下降了近50%，其正朝著高效率、低本錢方向開展，這為LED在照明領(lǐng)域應(yīng)用供給了有利條件。此外，較好性價(jià)比也可以彌補(bǔ)本錢價(jià)格方面缺乏。三、LED由于LED光源具有發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長、平安牢靠性強(qiáng)，有利于環(huán)保等特性，近幾年來在城市燈光環(huán)境中得到了廣泛應(yīng)用。目前已應(yīng)用于數(shù)碼幻彩、護(hù)欄照明、廣場照明、庭院照明、投光照明、水下照明系列。很多城市利用LED光源照明技術(shù)應(yīng)用于城市燈光環(huán)境建立中，產(chǎn)生了良好效果，積存了豐富經(jīng)受。如廣州電力大廈、廣州鶴洞大橋、廣州工商行大廈、珠海迎賓南路燈光工程、東莞中心城區(qū)燈光工程、鄭州河南醫(yī)科大立交橋、上海延安路燈光工程、湖南常德市丹陽天橋、南通市通訊塔燈光工程等。隨著全國城市化進(jìn)一步開展，燈光環(huán)境〔包括路燈、景觀燈、藝術(shù)燈等〕建立領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大，LEDLED