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发布时间:2021-09-11
LED 照明概念
LED ( Lighy Emitting Diode ),又称发光二管,它们利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合,放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。
LED 的发展历史
应用半导体 P N 结发光源原理制成 LED 问世于 20 世纪 60 年代初, 1964 年先出现红色发光二管,之后出现 LED 。直到 1994 年蓝色、绿色 LED 才研制成功。 1996 年由日本 Nichia 公司(日亚)成功开发出白色 LED 。 LED 以其固有的特点,如省电、寿命长、耐震动,响应速度快、冷光源等特点,广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域,在我们的日常生活中处处可见,家用电器、电话机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等。但由于其亮度差、价格昂贵等条件的限制,无法作为通用光源推广应用。
近几年来,随着人们对半导体发光材料研究的不断深入, LED 制造工艺的不断进步和新材料(氮化物晶体和荧光粉)的开发和应用,各种颜色的超高亮度 LED 取得了突破性进展,其发光效率提高了近 1000 倍,色度方面已实现了可见光波段的所有颜色,其中重要的是超高亮度白光 LED 的出现,使 LED 应用领域跨越至率照明光源市场成为可能。曾经有人指出,高亮度 LED 将是人类继爱迪生发明泡后,伟大的发明之一。
LED 发光原理
发光二管主要由 PN 结芯片、电和光学系统组成。其发光体--晶片的面积为 10.12mil ( 1mil=0.0254 平方毫米),目前国际上出现大晶片 LED ,晶片面积达 40mil 。
其发光过程包括三部分:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中,当电子经过该晶片时,带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合,电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量(带隙)越大,产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应,可见光的频谱范围内,蓝色光、紫色光携带的能量多,桔色光、红色光携带的能量少。由于不同的材料具有不同的带隙,从而能够发出不同颜色的光。
LED 照明光源的主流将是高亮度的白光 LED 。目前,已商品化的白光 LED 多是二波长,即以蓝光单晶片加上 YAG 荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三波长白光 LED ,即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混合产生白光,它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及 LED 背光源等市场。
随着全国城市化的进一步发展,灯光环境(包括路灯、景观灯、艺术灯等)建设领域将不断扩大, LED 光源的应用也将不断发展。 LED 作为第四代新光源,在城市景观灯建设领域中已得到了有效的应用,但要在路灯建设和维护中取代大功率的高压钠灯、高压汞灯、金卤灯等光源,还需进一步的研究和探讨,认真解决 LED 光源在照明应用中存在的技术问题,还需 LED 光源生产厂家结合路灯行业的实际情况,生产符合路灯建设和维修所需的新产品,使第四代新光源在城市照明建设中发挥更大的作用。