半導體發光二極體燈具

半導體發光二極體燈具，亦稱LED燈具，以其高效、節能、長壽、小巧等技術特點，正在成為新一代照明市場的主力產品，且有力地拉動環保節能產業的高速發展。是一種半導體固體發光器件。

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

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

LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節能、環保、壽命長、體積小等特點，可以廣泛套用於各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。近年來，世界上一些經濟已開發國家圍繞LED的研製展開了激烈的技術競賽。美國從2000年起投資5億美元實施“國家半導體照明計畫”，歐盟也在2000年7月宣布啟動類似的“彩虹計畫”。我國科技部在“863”計畫的支持下，2003年6月份首次提出發展半導體照明計畫。

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

壽命長：LED光源有人稱它為長壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環氧樹脂封裝，燈體內也沒有鬆動的部分，不存在燈絲髮光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達6萬到10萬小時，比傳統光源壽命長10倍以上。
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

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

光效：光源發出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源節能的重要指標。單位：每瓦流明（Lm/w）。
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

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

目前，中國半導體照明產業發展向好，外延晶片企業的發展尤其迅速、封裝企業規模繼續保持較快增長、照明套用取得較大進展。2007年中國LED套用產品產值已超過300億元，2010年全國LED行業產值達1260億元人民幣，已成為LED全彩顯示屏、太陽能LED、景觀照明等套用產品世界最大的生產和出口國，新興的半導體照明產業正在形成。國內在照明領域已經形成一定特色，其中戶外照明發展最快，已有上百家LED路燈企業並建設了幾十條示範道路，但國內在大尺寸LCD背光和汽車前照燈方面仍顯落後。

LED廣場燈

2011年LED普通照明產品的產值將達260億元人民幣。
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。