LED的基本結構
一塊電致發(fā)光的半導體材料,置于一個有引線的架子上,然后四周用環(huán)氧樹脂密封,起到保護內(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,世界各國和政府都不惜重金投入LED這個極具社會和經(jīng)濟效益的產(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)光響應時間極短,納秒級,白熾燈是毫秒級
穩(wěn)定性,10萬小時,光衰為初始的50%
光強度:單位立體角所發(fā)射出的光通量,單位為燭光(candela,cd)一般而言,光源會向不同方向以不同強度放射出其光通量,在特定方向單位立體角所放出的可見光輻射強度即稱為光強度
顯色性:它表示物體在光下顏色比基準光(太陽光)照明時顏色的偏離,能較全面反應光源的顏色特性,顯色性高的光源對顏色表現(xiàn)較高。
色溫:以絕對溫度K來表示,即將一標準黑體加熱,溫度升高到一定程度時顏色開始由深紅—淺紅—橙黃—百—藍逐漸轉(zhuǎn)變,某光源與黑體的顏色相同時,我們將黑體當時的絕對溫度稱為光源之色溫。
適用性:很小,每個單元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化學修飾方法,調(diào)整材料的能帶結構和帶隙,實現(xiàn)紅黃藍綠橙多色發(fā)光。
LED燈的優(yōu)點:
響應時間短,點亮無延遲,傳統(tǒng)玻璃燈泡則有0.3秒的延遲
四周由環(huán)氧樹脂密封,具有更強的抗震性能
發(fā)光熱量很小,對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,有很大一部分光無法到達地面。高壓鈉燈的顯色指數(shù)差,只有20到40,感覺昏暗,而LED的顯色指數(shù)高,可以達到75-80,所以路面明亮,感覺舒適,所以從實際的發(fā)光效果來看,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)過二次光學設計,會有所損失),達到地面的流明數(shù)仍為6000流明,而路面的平均照度可以達到16LUX(12m高桿)。250W高壓鈉燈的輸出光通量為20000流明,到達地面的流明數(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。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,是一種半導體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導體芯片作為發(fā)光材料,在半導體中通過載流子發(fā)生復合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射,直接發(fā)出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產(chǎn)品就是利用LED作為光源制造出來的照明器具。
發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片,在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層,稱為p-n結。在某些半導體材料的PN結中,注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結加反向電壓,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。就整個全球產(chǎn)業(yè)界而言,基于MOCVD外延生長的技術路線是發(fā)展GaN基光電子材料與器件的主要技術潮流。GaN基材料的外延生長是發(fā)展GaN基高亮度LED和全固態(tài)半導體白光照明光源的核心技術,是所有關鍵難題中的重中之重。
當前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下,節(jié)約能源是我們未來面臨的重要的問題,在照明領域,LED發(fā)光產(chǎn)品的應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,必然是未來發(fā)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、體積小等特點,可以廣泛應用于各種指示、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(jīng)濟發(fā)達國家圍繞LED的研制展開了激烈的技術競賽。美國從2000年起投資5億美元實施“國家半導體照明計劃”,歐盟也在2000年7月宣布啟動類似的“彩虹計劃”。我國科技部在“863”計劃的支持下,2003年6月份首次提出發(fā)展半導體照明計劃。
LED光源優(yōu)點:
高節(jié)能:節(jié)能能源無污染即為環(huán)保。直流驅(qū)動,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。