LED光源 简述

2024/03/28 | 作者：BOB体育地址

　　LED为全固体发光体，不含汞、钠等危害健康的物质，废弃物可回收，基本上没有污染，可谓绿色光源。

　　LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，可产生256^3=16777216种颜色，它的内置微处理系统能控制发光强度，调整发光方式，精确控制光型及其发光角度，形成变化多端的光色组合，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。

　　整个世博会用了10.3亿个LED芯片。负责夜景照明总体设计的同济大学郝洛西教授说：“它们共同点亮了上海世博会”。下面我们就来谈谈这一新型光源的原理、特点以及在真实的生活中的各种应用。

　　LED(Lighting Emitting Diode)即发光二极管，是一种半导体发光器件，由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成，它可以直接把电能转化为光能。它利用固体半导体芯片作为发光材料，基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，四周用环氧树脂密封，保护内部芯线。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片。当有正向电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，辐射出可见光。而加反向电压时，少数载流子难以注入，故不发光，反向击穿电压约为5V。光的颜色由形成PN结的材料决定（磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光）。在很大的工作电流范围内，发光二极管的亮度随电流的增大而提高。

　　LED显色指数为77，荧光灯70—80，白炽灯95—99，高压钠灯20—30。

　　3.3LED蓝光会对人类的眼睛造成光化学损伤，但正常的情况下这种损伤并不会对人体造成影响，重点是选择使用合格的LED产品。

　　3.4具有法律上的约束力的LED标准尚未出炉，当前设计和制造标准比较混乱，品质很难保证，损坏比例高，影响了LED的寿命优势。

　　LED光源采用电子光场辐射发光，避免了传统光源的老化、烧断等缺点，常规使用的寿命理论上可达10万小时（14.4年），远大于传统光源（白炽灯1000小时，节能灯6000小时）。同时由于他体积小，重量轻，坚固耐用，不易破损，实际常规使用的寿命更长。

　　LED使用低压电源，供电电压在直流3—24V之间，非常适合于公共场所。LED发热量低，几乎无热辐射，诱发火灾的可能性极小。

　　与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品。它成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体发光器件“高新尖”技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。

　　同等照度的LED光源价格大约相当于传统光源的4—10倍。在路灯产品中，光源部分占总成本并不高，应用的空间比较大；但在民用中难以承受。高价的问题大多是高寿命要求LED具有比较强的抗静电能力、较小的漏电电流、较好的波长一致性。同时，还应该要考虑亮度、发光角度、芯片产地、胶体的抗紫外线和防火能力等。

　　目前普通白炽灯的发光效率为120lm／w，荧光灯为50~70lm／w，螺旋节能灯为60lm /ｗ，而目前白光LED的发光效率已达到100~200lm／w，远高于其它照明光源的发光效率，并且其光的单色性好，所发的光大多都在可见光色谱内。

　　另外传统日光灯含有大量红外和紫外线，而LED是不含红外和紫外线的，现有的普通照度计统计的数据是含有紫外和红外线的，所以从实际照明效果来说，LED日光灯肯定比传统日光灯要好。

　　背光源市场的加快速度进行发展，特别是手机市场的加快速度进行发展更是推动了LED的应用。手机普遍采用白色LED来做光源，一部手机平均要用几十个LED。随着科学技术的发展，手机市场发展得慢慢的变快，手机市场对LED的需求可想而知。

　　LED在室内照明市场日益兴盛，国家电光源质量监督检验中心(上海)副主任俞安琪表示，室内照明应用有可能是LED照明今后发展的最好的方向。在交通灯市场平稳增长。在车灯市场发展的潜在能力大，我国轿车自主品牌少，且主要以中低档车为主，对高价的LED需求非常有限。国产LED车灯很难达到车用LED标准，国外车用LED的生产线设备很难采购，短期内市场很难启动。

　　在电子工业中，背光是一种照明的形式，常被用于LCD显示上。背光是从侧边或是背后照射以增加在低光源环境中的照明度和电脑显示器、液晶荧幕上的亮度。

　　目前市场上主流的液晶背光技术包括LED和CCFL(冷阴极荧光灯)两类。CCFL背光源是目前液晶电视的最主要背光产品。LED背光光源由于成本较高暂时只出现在国外的高端液晶电视上。但考虑到LED背光厚度更薄（约为5厘米），色域更宽广，对比度更高，它未来必将取代CCFL。在以笔记本电脑、手机为主的小尺寸液晶面板背光源市场中，LED已取代CCFL成为主流。

　　普通LED功率一般为0.05W、工作电流为20mA，而大功率LED能够达到1W、2W、甚至数十瓦，工作电流可以是几十毫安到几百毫安不等。在照度为30lux（LED功率为5W，节能灯为11W，白炽灯为60W），持续一年每天照明10小时的情况下，LED耗电18.3度，约为节能灯（40.2度）的1／2，白炽灯（219度）的1／12。

　　LED在未来必将取代荧光灯，唯有加强自主研发能力，模仿创造新兴事物的能力，加强企业与研究机构的产学研合作，中国的LED产业才有出头之日。

　　[1](美)尼曼(Neamen，D．A．)著．半导体物理与器件．第3版．赵毅强，等译．电子工业出版社，2005

　　[2]李铁臣．发光二极管户外照明的特点、应用及发展前途[J]．魅力中国，2009(13：l44～145

　　摘要：发光二极管(LED)作为一种新型绿色光源被广泛地应用于诸多领域，本文阐述了LED的发光原理、优缺点、加工工艺、应用领域以及发展前景。

　　第53届世界博览会在中国上海市举行，世博期间璀璨的夜景给人们留下了深刻的印象，尤其是5月4日晚上“LED夜间音乐灯光秀”与气势恢弘的现场演出的完美结合，营造出如诗如画的“春江花月夜”氛围，为参观者呈现了一场美轮美奂的视觉盛宴。承担这项任务的是光源家族的新秀：发光二极管LED。

　　LED大范围的使用在照明、大屏幕显示、笔记本电脑、手机、交通灯、装饰、电子玩具、交换机、广告等诸多生产领域。

　　通常将2只以上甚至数10只LED合并成1只LED集束管，将LED集束管按照实际的需求组合排列，配以专用显示电路、直流稳压电源、软件等，构成1台LED显示屏。

　　LED生产最关键的是芯片（MB芯片、GB芯片、AS芯片）的生产技术难度大、门槛高，养晶过程的温度、湿度、供电、除尘要求很严格，初期需要投入巨资兴建工业园式的工厂。

　　全球LED领域的技术和专利，一半以上被美、日、德等发达国家的少数大公司所占有。我国LED产业要想取得长远发展，必须突破这些专利的层层包围。集邦LED中国在线（LED inside）的一份统计多个方面数据显示，截至2009年底，我国共有LED企业3000余家，其中，年产值上亿的只有140家。然而，在这140家企业中，没有一家公司的产品年销售额超过10亿元。可见，虽然我国LED公司数较多，但规模普遍偏小。中国大陆的LED厂大多数仅为环氧树脂封装加工，芯片进口是造成LED成本高的根本原因。进口芯片价格从日本、美国、台湾依次递减。我国LED芯片的大多数来自是台湾，占市场的47%。

　　LED显示屏按使用环境分为户内、户外显示屏；按颜色又分为单色、双色和全彩显示屏。

　　LED全彩显示屏由三基色LED组成，每基色具有256级灰度、色彩鲜艳、图像逼真，既能显示各种颜色的文字、图形，又能显示3D计算机动画，尤其是能显示高清晰度、色彩丰富的视频动态图像。它已成为当今世界上最引人注目的户外大型显示装置。不得不提到的是美国曼哈顿时代广场纽约证劵交易所使用的显示屏，它就是由18,677,760个LED组成的。奥运会标志建筑摩根巨屏的项目，曾创造了3400平方米屏幕群组面积第一、800平米单屏面积世界第一、七块屏同步播放难度第一的三大世界纪录。

　　另外LED不像传统光源多是玻璃泡壳。它可以与城市、街道、家具很好的有机结合。LED的安装很方便快捷，可以水准也可以垂直方向安装，为照明设计师带来了新的照明词汇，拓展了他们的创作空间。LED还可以对于花卉和低矮灌木进行照明，固定端可以设计为插拔式，根据植物生长的高度，调节十分便捷。