定義
半導體發光二極體燈具即LED(Light Emitting Diode)燈具,是一種半導體固體發光器件。它是利用固體半導體晶片作為發光材料,在半導體中通過載流子發生複合放出過剩的能量而引起光子發射,直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產品就是利用LED作為光源製造出來的照明器具。
![半導體發光二極體燈具](/img/1/e1b/nBnauM3XwIjM4UDMxYjN5AjNzITMwIzMyUzMwADMwAzMxAzL2YzLwMzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
前景
當前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下,節約能源是我們未來面臨的重要的問題,在照明領域,LED發光產品的套用正吸引著世人的目光,LED作為一種新型的綠色光源產品,必然是未來發展的趨勢,二十一世紀將進入以LED為代表的新型照明光源時代。
![LED燈具](/img/4/be9/nBnauM3XxETM4AjM0YDM1kzM0MTM5cTN4IDMwADMwAjMxAzL2AzL4czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
優點
高節能:節能能源無污染即為環保。直流驅動,超低功耗(單管0.03-0.06瓦)電光功率轉換接近100%,相同照明效果比傳統光源節能80%以上。
![LED燈泡](/img/5/9d1/nBnauM3XzQTO0MjM0YDM1kzM0MTM5cTN4IDMwADMwAjMxAzL2AzL3EzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
多變幻:LED光源可利用紅、綠、籃三基色原理,在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度並任意混合,即可產生256×256×256=16777216種顏色,形成不同光色的組合變化多端,實現豐富多彩的動態變化效果及各種圖像。
利環保:環保效益更佳,光譜中沒有紫外線和紅外線,既沒有熱量,也沒有輻射,眩光小,而且廢棄物可回收,沒有污染不含汞元素,冷光源,可以安全觸摸,屬於典型的綠色照明光源。
高新尖:與傳統光源單調的發光效果相比,LED光源是低壓微電子產品,成功融合了計算機技術、網路通信技術、圖像處理技術、嵌入式控制技術等,所以亦是數字信息化產品,是半導體光電器件“高新尖”技術,具有線上編程,無限升級,靈活多變的特點。
![LED燈具原理圖](/img/b/3dc/nBnauM3X4gjM1UjM0YDM1kzM0MTM5cTN4IDMwADMwAjMxAzL2AzLwAzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
照明術語
波長:光的色彩強弱變化,是可以通過數據來描述,這種數據叫波長。我們能見到的光的波長,範圍在380至780nm之間。單位:納米(nm)
亮度:亮度是指物體明暗的程度,定義是單位面積的發光強度。單位:尼特(nit)
光強:指光源的明亮程度。也即表示光源在一定方向和範圍內發出的可見光輻射強弱的物理量。單位:燭光(cd)
光通量:光源每秒鐘所發出的可見光量之總和。單位:流明(Lm)
![LED室內燈](/img/0/c2a/nBnauM3X0YDM0cjM0YDM1kzM0MTM5cTN4IDMwADMwAjMxAzL2AzL0UzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
顯色性:光源對物體呈現的程度,也就是顏色的逼真程度。通常叫做"顯色指數"。單位:Ra。
色溫:光源發射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時,黑體的溫度稱為該光源的色溫。
單位:開爾文(k)。
眩光:視野內有亮度極高的物體或強烈的亮度對比,所造成的視覺不舒適稱為眩光,眩光是影響照明質量的重要因素。
同步性:兩個或兩個以上LED燈在不規定時間內能正常按程式設定的方式運行,一般指內控方式的LED燈,同步性是LED燈實現協調變化的基本要求。
防護等級:IP防護等級是將燈具依其防塵、防濕氣之特性加以分級,由兩個數字所組成,第一個數字代表燈具防塵、防止外物侵人的等級(分0-6級),第二個數字代表燈具防濕氣、防水侵人的密封程度(分0-8級),數字越大表示其防護等級越高。
![交流供電原理圖](/img/d/9e4/nBnauM3XyAjMykjM0YDM1kzM0MTM5cTN4IDMwADMwAjMxAzL2AzLyMzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
LED套用
(1) 顯示屏、交通訊號顯示光源的套用。LED 燈具有抗震耐衝擊、光回響速度快、省電和壽命長等特點,廣泛套用於各種室內、戶外顯示屏,分為全色、雙色和單色顯示屏;交通信號燈主要用超高亮度紅、綠、黃色LED,採用LED 信號燈既節能,可靠性又高,故交通信號燈正在逐步更新換代。
(2) 汽車工業上的套用汽車用燈包含汽車內部的儀錶板、音響指示燈、開關的背光源、閱讀燈和外部的剎車燈、尾燈、側燈以及頭燈等。LED回響速度快, 可以及早提醒司機剎車,減少汽車追尾事故。
(3) LED作為LCD背光源套用。 壽命長、發光效率高、無干擾和性價比高等特點, 已廣泛套用於電子手錶、手機、BP機、電子計算器和刷卡機上,隨著便攜電子產品日趨小型化,LED背光源更具優勢。
(4) LED照明光源替換傳統照明燈具。這種替換趨勢已經開始涉及戶內外,商業照明,道路工業照明等。
(5) 其它套用如電子類產品如手機,數碼播放器,電腦,收音機等。例如一種受到兒童歡迎的閃光鞋,走路時內置的LED會閃爍發光。
LED設計理念
LED的出現打破了傳統光源的設計方法與思路,目前有兩種最新的設計理念。
1.情景照明:是2008年由飛利浦提出的情景照明,以環境的需求來設計燈具。情景照明以場所為出發點,旨在營造一種漂亮、絢麗的光照環境,去烘托場景效果,使人感覺到有場景氛圍。
2.情調照明:是2009年由凱西歐提出的情調照明,以人的需求來設計燈具。情調照明是以人情感為出發點,從人的角度去創造一種意境般的光照環境。情調照明與情景照明有所不同,情調照明是動態的,可以滿足人的精神需求的照明方式,使人感到有情調;而情景照明是靜態的,它只能強調場景光照的需求,而不能表達人的情緒,從某種意義上說,情調照明涵蓋情景照明。情調照明包含四個方面:一是環保節能,二是健康,三是智慧型化,四是人性化。
發展
根據市場調查公司的報告,2010年全球LED照明市場超過57億美元。從2010年到2016年,全球LED照明的市場占有率將由7%增至40%以上,2020年LED照明市場的收入將接近650億歐元,占據全球照明市場60%的份額。
中國LED產業起步於20世紀70年代。經過30多年的發展,中國LED產業已初步形成了包括LED外延片的生產、LED晶片的製備、LED晶片的封裝以及LED產品套用在內的較為完整的產業鏈。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化基地。長三角、珠三角、閩三角以及北方地區則成為中國LED產業發展的聚集地。
![LED橋燈](/img/2/3a2/nBnauM3XwEzMzEzM0YDM1kzM0MTM5cTN4IDMwADMwAjMxAzL2AzL3gzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
![LED廣場燈](/img/4/19d/nBnauM3X1cjMwMzM0YDM1kzM0MTM5cTN4IDMwADMwAjMxAzL2AzLzczLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
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的發展。當前中國半導體產業產業大而不強,核心競爭力仍有待於進一步提升。對國內企業而言,壯大規模、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,或逐步通過研發突破核心專利。