LED的基本結(jié)構(gòu)
一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料,置于一個(gè)有引線的架子上,然后四周用環(huán)氧樹(shù)脂密封,起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用,所以LED的抗震性能好
LED具有高效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn),世界各國(guó)和政府都不惜重金投入LED這個(gè)極具社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)業(yè)。
LED工作電壓低(3-24V),比高壓電源安全
耗電量小,發(fā)光效率高,消耗能量較同光效的白熾燈減少80%,比熒光燈減少50%
發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短,納秒級(jí),白熾燈是毫秒級(jí)
穩(wěn)定性,10萬(wàn)小時(shí),光衰為初始的50%
光強(qiáng)度:?jiǎn)挝涣Ⅲw角所發(fā)射出的光通量,單位為燭光(candela,cd)一般而言,光源會(huì)向不同方向以不同強(qiáng)度放射出其光通量,在特定方向單位立體角所放出的可見(jiàn)光輻射強(qiáng)度即稱為光強(qiáng)度
顯色性:它表示物體在光下顏色比基準(zhǔn)光(太陽(yáng)光)照明時(shí)顏色的偏離,能較全面反應(yīng)光源的顏色特性,顯色性高的光源對(duì)顏色表現(xiàn)較高。
色溫:以絕對(duì)溫度K來(lái)表示,即將一標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱,溫度升高到一定程度時(shí)顏色開(kāi)始由深紅—淺紅—橙黃—百—藍(lán)逐漸轉(zhuǎn)變,某光源與黑體的顏色相同時(shí),我們將黑體當(dāng)時(shí)的絕對(duì)溫度稱為光源之色溫。
適用性:很小,每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制備成各種形狀的器件,并且適用于易變的環(huán)境
顏色:改變電流可以變色,發(fā)光二極管方便地通過(guò)化學(xué)修飾方法,調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙,實(shí)現(xiàn)紅黃藍(lán)綠橙多色發(fā)光。
LED燈的優(yōu)點(diǎn):
響應(yīng)時(shí)間短,點(diǎn)亮無(wú)延遲,傳統(tǒng)玻璃燈泡則有0.3秒的延遲
四周由環(huán)氧樹(shù)脂密封,具有更強(qiáng)的抗震性能
發(fā)光熱量很小,對(duì)燈具材料的耐熱性要求不高
LED的發(fā)光效率從數(shù)字上來(lái)看的確不如高壓鈉燈,目前LED在65-75流明/瓦,高壓鈉燈可以達(dá)到125流明/瓦,但是,高壓鈉燈的光譜比較集中于黃色,它的色溫比較低只有2000-2500K,而LED的色溫高,可以達(dá)到2500-4500K以上,另外高壓鈉燈的光線是向四處發(fā)射的,有很大一部分光無(wú)法到達(dá)地面。高壓鈉燈的顯色指數(shù)差,只有20到40,感覺(jué)昏暗,而LED的顯色指數(shù)高,可以達(dá)到75-80,所以路面明亮,感覺(jué)舒適,所以從實(shí)際的發(fā)光效果來(lái)看,LED反而可以比高壓鈉燈高出很多。100W的LED可以取代250W的高壓鈉燈,或300W的水銀燈。100W的LED,其輸出的光通量大約只有6250流明(經(jīng)過(guò)二次光學(xué)設(shè)計(jì),會(huì)有所損失),達(dá)到地面的流明數(shù)仍為6000流明,而路面的平均照度可以達(dá)到16LUX(12m高桿)。250W高壓鈉燈的輸出光通量為20000流明,到達(dá)地面的流明數(shù)只有7000流明,而路面的照度大約為30-40LUX,由于顯色系數(shù)的差別,LED的照度修正系數(shù)為2.35倍,高壓鈉燈的修正系數(shù)為0.94倍。所以100W的LED經(jīng)修正以后地面照度為37.6LUX,而高壓鈉燈的修正后的照度為28.2-37.6,二者相當(dāng)。所以,100W的LED可以取代250W的高壓鈉燈,LED可以節(jié)能2.5倍。
LED(Lighting Emitting Diode)即發(fā)光二極管,是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料,在半導(dǎo)體中通過(guò)載流子發(fā)生復(fù)合放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射,直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產(chǎn)品就是利用LED作為光源制造出來(lái)的照明器具。
發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片,在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層,稱為p-n結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中,注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái),從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓,少數(shù)載流子難以注入,故不發(fā)光。目前發(fā)光半導(dǎo)體材料主要由III-V族元素組成,例如磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs),氮化鎵等等。就整個(gè)全球產(chǎn)業(yè)界而言,基于MOCVD外延生長(zhǎng)的技術(shù)路線是發(fā)展GaN基光電子材料與器件的主要技術(shù)潮流。GaN基材料的外延生長(zhǎng)是發(fā)展GaN基高亮度LED和全固態(tài)半導(dǎo)體白光照明光源的核心技術(shù),是所有關(guān)鍵難題中的重中之重。
當(dāng)前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下,節(jié)約能源是我們未來(lái)面臨的重要的問(wèn)題,在照明領(lǐng)域,LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光,LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品,必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì),二十一世紀(jì)將進(jìn)入以LED為代表的新型照明光源時(shí)代。
LED被稱為第四代照明光源或綠色光源,具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等特點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。近年來(lái),世界上一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家圍繞LED的研制展開(kāi)了激烈的技術(shù)競(jìng)賽。美國(guó)從2000年起投資5億美元實(shí)施“國(guó)家半導(dǎo)體照明計(jì)劃”,歐盟也在2000年7月宣布啟動(dòng)類(lèi)似的“彩虹計(jì)劃”。我國(guó)科技部在“863”計(jì)劃的支持下,2003年6月份首次提出發(fā)展半導(dǎo)體照明計(jì)劃。
LED光源優(yōu)點(diǎn):
高節(jié)能:節(jié)能能源無(wú)污染即為環(huán)保。直流驅(qū)動(dòng),超低功耗(單管0.03-0.06 瓦)電光功率轉(zhuǎn)換接近100%,相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。