LED照明简析.doc

1、相关技术文章分享（模板）编号：XXXXX（顾客中心统一编写）资料名称：LED提交人：、沈阳石化吴立韬资料内容:LED 是英文 light emitting diode （发光二极管）的缩写，它的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，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以 LED 的抗震性能好。 一、 LED 的结构及发光原理 二、 LED 光源的特点三、单色光 LED 的种类及其发展历史四、单色光 LED 的应用五、白光 LED 的开发六、新霓虹灯与 LED 灯优缺点的比较和竞争七、什么是 led 灯的封装？八、如何评判 led 灯封装的好坏？九、led-

2、定义十、LED 灯具的安规要求十一、LED 灯电源决定了 LED 灯的寿命一 、 LED 的 结 构 及 发 光 原 理50 年 前 人 们 已 经 了 解 半 导 体 材 料 可 产 生 光 线 的 基 本 知 识 发 光 二 极 管 的 构 造 图， 第 一 个 商 用 二 极 管 产 生 于 1960 年 。 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 ， 在 p 型 半 导 体 和 n 型 半 导 体 之 间 有 一 个 过 渡 层 ， 称 为 p-n 结 。 在 某 些 半 导 体 材 料 的 PN 结 中 ， 注

3、入 的 少 数 载 流 子 与 多 数 载 流 子 复 合 时 会 把多 余 的 能 量 以 光 的 形 式 释 放 出 来 ， 从 而 把 电 能 直 接 转 换 为 光 能 。 PN 结 加 反 向 电 压， 少 数 载 流 子 难 以 注 入 ， 故 不 发 光 。 这 种 利 用 注 入 式 电 致 发 光 原 理 制 作 的 二 极 管 叫发 光 二 极 管 ， 通 称 LED 。 当 它 处 于 正 向 工 作 状 态 时 （ 即 两 端 加 上 正 向 电 压 ） ， 电 流从 LED 阳 极 流 向 阴 极 时 ， 半 导 体 晶 体 就 发 出 从 紫 外 到 红 外 不 同

4、 颜 色 的 光 线 ， 光 的 强弱 与 电 流 有 关 。 二 、 LED 光 源 的 特 点1. 电 压 ： LED 使 用 低 压 电 源 ， 供 电 电 压 在 6-24V 之 间 ， 根 据 产 品 不 同 而 异 ，所 以 它 是 一 个 比 使 用 高 压 电 源 更 安 全 的 电 源 ， 特 别 适 用 于 公 共 场 所 。2. 效 能 ： 消 耗 能 量 较 同 光 效 的 白 炽 灯 减 少 80%3. 适 用 性 ： 很 小 ， 每 个 单 元 LED 小 片 是 3-5mm 的 正 方 形 ， 所 以 可 以 制 备 成各 种 形 状 的 器 件 ， 并 且 适

5、合 于 易 变 的 环 境4. 稳 定 性 ： 10 万 小 时 ， 光 衰 为 初 始 的 50%5. 响 应 时 间 ： 白 炽 灯 的 响 应 时 间 为 毫 秒 级 ， LED 灯 的 响 应 时 间 为 纳 秒 级6. 对 环 境 污 染 ： 无 有 害 金 属 汞7. 颜 色 ： 改 变 电 流 可 以 变 色 ， 发 光 二 极 管 方 便 地 通 过 化 学 修 饰 方 法 ， 调 整 材 料 的能 带 结 构 和 带 隙 ， 实 现 红 黄 LED 灯绿 兰 橙 多 色 发 光 。 如 小 电 流 时 为 红 色 的 LED ， 随 着 电 流 的 增 加 ， 可 以 依 次

6、 变 为橙 色 ， 黄 色 ， 最 后 为 绿 色8. 价 格 ： LED 的 价 格 比 较 昂 贵 ， 较 之 于 白 炽 灯 ， 几 只 白 炽 灯 的 价 格 就 可 以与 一 只 LED 灯 的 价 格 相 当 ， 而 通 常 每 组 信 号 灯 需 由 上 300 500 只 二 极 管 构 成 。 三 、 单 色 光 LED 的 种 类 及 其 发 展 历 史最 早 应 用 半 导 体 P-N 结 发 光 原 理 制 成 的 LED 光 源 问 世 于 20 世 纪 60 年 代初 。 当 时 所 用 的 材 料 是 GaAsP ， 发 红 光 （ p =650nm ） ， 在

7、驱 动 电 流 为 20 毫 安 时 ， 光 通 量 只 有 千 分 之 几 个 流 明 ， 相 应 的 发 光 效 率 约 0.1 流 明 / 瓦 。 70 年 代中 期 ， 引 入 元 素 In 和 N ， 使 LED 产 生 绿 光 （ p =555nm ） ， 黄 光 （ p =590nm ） 和 橙 光 （ p =610nm ） ， 光 效 也 提 高 到 1 流 明 / 瓦 。 到 了 80 年 代初 ， 出 现 了 GaAlAs 的 LED 光 源 ， 使 得 红 色 LED 的 光 效 达 到 10 流 明 / 瓦 。 90 年 代 初 ， 发 红 光 、 黄 光 的 GaAl

8、InP 和 发 绿 、 蓝 光 的 GaInN 两 种 新 材 料 的 开 发 成功 ， 使 LED 的 光 效 得 到 大 幅 度 的 提 高 。 在 2000 年 ， 前 者 做 成 的 LED 在 红 、 橙区 （ p =615nm ） 的 光 效 达 到 100 流 明 / 瓦 ， 而 后 者 制 成 的 LED 在 绿 色 区 域（ p =530nm ） 的 光 效 可 以 达 到 50 流 明 / 瓦 。 四 、 单 色 光 LED 的 应 用最 初 LED 用 作 仪 器 仪 表 的 指 示 光 源 ， 后 来 各 种 光 色 的 LED 在 交 通 信 号 灯 和 大面 积 显

9、 示 屏 中 得 到 了 广 泛 应 用 ， 产 生 了 很 好 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 。 以 12 英 寸 的红 色 交 通 信 号 灯 为 例 ， 在 美 国 本 来 是 采 用 长 寿 命 ， 低 光 效 的 140 瓦 白 炽 灯 作 为 光 源， LED 线 灯它 产 生 2000 流 明 的 白 光 。 经 红 色 滤 光 片 后 ， 光 损 失 90% ， 只 剩 下 200 流 明 的红 光 。 而 在 新 设 计 的 灯 中 ， Lumileds 公 司 采 用 了 18 个 红 色 LED 光 源 ， 包 括 电路 损 失 在 内 ， 共 耗 电 14 瓦

10、 ， 即 可 产 生 同 样 的 光 效 。汽 车 信 号 灯 也 是 LED 光 源 应 用 的 重 要 领 域 。 1987 年 ， 我 国 开 始 在 汽 车 上 安装 高 位 刹 车 灯 ， 由 于 LED 响 应 速 度 快 （ 纳 秒 级 ） ， 可 以 及 早 让 尾 随 车 辆 的 司 机 知 道行 驶 状 况 ， 减 少 汽 车 追 尾 事 故 的 发 生 。另 外 ， LED 灯 在 室 外 红 、 绿 、 蓝 全 彩 显 示 屏 ， 匙 扣 式 微 型 电 筒 等 领 域 都 得 到 了应 用 。 五 、 白 光 LED 的 开 发对 于 一 般 照 明 而 言 ， 人

11、们 更 需 要 白 色 的 光 源 。 1998 年 发 白 光 的 LED 开 发 成功 。 这 种 LED 是 将 GaN 芯 片 和 钇 铝 石 榴 石 （ YAG ） 封 装 在 一 起 做 成 。 GaN 芯 片 发 蓝 光 （ p =465nm ， Wd=30nm ） ， 高 温 烧 结 制 成 的 含 Ce3+ 的 YAG 荧 光 粉 受 此 蓝 光 激 发 后 发 出 黄 色 光 发 射 ， 峰 值 550nm 。 蓝 光 LED 基 片 安 装 在 碗形 反 射 腔 中 ， 覆 盖 以 混 有 YAG 的 树 脂 薄 层 ， 约 200-500nm 。 LED 基 片 发 出

12、 的蓝 光 部 分 被 荧 光 粉 吸 收 ， 另 一 部 分 蓝 光 与 荧 光 粉 发 出 的 黄 光 混 合 ， 可 以 得 到 得 白 光 。 现在 ， 对 于 InGaN/YAG 白 色 LED ， 通 过 改 变 YAG 荧 光 粉 的 化 学 组 成 和 调 节 荧 光粉 层 的 厚 度 ， 可 以 获 得 色 温 3500-10000K 的 各 色 白 光其 实 LED 灯 就 是 我 们 平 常 所 说 的 节 能 灯 。 (这 点 是 错 的 ,日 常 使 用 的 节 能 灯 和 LED 的 工 作 原 理 根 本 不 一 样 !但 是 LED 灯 被 称 之 为 节 能

13、灯 却 是 没 有 问 题 的 )不 同 功 率 的 LED 灯 ， 价 格 是 不 一 样 的 。 而 且 不 同 的 工 艺 ， 不 同 的 外 表 材 质 也 会 造成 价 格 的 差 异 六 、 霓 虹 灯 与 LED 灯 优 缺 点 的 比 较 和 竞 争以 下 针 对 霓 虹 灯 与 LED 灯 相 关 比 较 ， 加 入 最 新 的 LED 技 术 进 去 比 较 ， 不 是 之 前大 家 在 网 络 中 见 到 的 哪 份 资 料 。1. LED 光 源 有 100000 小 时 寿 命 吗 ?按 光 衰 7%， 实 际 只 有 约 50000 小 时 。 按 光 衰 3%，

14、实 际 运 用 可 以 达 到 80000小 时 。2. LED 不 会 发 热 吗 ?会 ， 需 散 热 。3. LED 可 取 代 白 炽 灯 吗 ?光 通 量 ， 光 效 和 显 色 性 可 以 ， 但 目 前 太 贵 且 近 几 年 不 会 有 所 下 降 。 但 可 以 通 过 提 高产 品 的 光 通 量 从 而 降 低 替 换 白 炽 灯 的 成 本 。4. LED 可 作 普 通 光 源 简 单 地 使 用 吗 ?不 行 ， 要 驱 动 电 源 ， 光 学 和 热 传 导 配 合 。5. 二 种 光 源 性 能 和 优 点 比 较霓 虹 灯 的 优 势 已 被 LED 覆 盖

15、， 但 LED 灯 目 前 价 太 高 。6. 二 种 光 源 的 电 源 比 较LED 低 压 好 ， 但 防 水 性 差 和 载 电 流 过 大 。 大 颗 粒 1 瓦 的 LED 单 灯 输 入 电 流 在 350mA。7. 二 种 光 源 的 控 制 技 术 比 较LED 易 实 现 ， 但 霓 虹 灯 成 熟 。8. 二 种 光 源 的 稳 定 性 比 较LED 不 一 致 性 大 ， 霓 虹 灯 相 当 稳 定 。 少 数 产 家 可 以 做 到 相 对 稳 定 ， 比 如 用 CREE 跟 AOD 芯 片 相 结 合 ， 取 各 自 芯 片 的 优 点 。9. 二 种 光 源 的

16、 价 格 比 较LED 较 贵 ， 但 黄 色 和 红 色 已 相 当 ， 主 要 贵 的 是 LED 白 光 。10. 二 种 光 源 户 外 使 用 比 较LED 防 水 性 差 是 户 外 使 用 的 致 命 弱 点 。11. 二 种 光 源 目 前 市 场 的 比 较全 球 照 明 产 品 年 产 值 420 亿 美 元 (中 国 150 亿 美 元 )LED 光 源 现 比 例 小 于 1 。 七 、 什 么 是 led 灯 的 封 装 ？led 灯 封 装 解 释 ： 简 单 来 说 led 封 装 就 是 把 led 封 装 材 料 封 装 成 led 灯 的 过 程 ；led

17、灯 封 装 流 程 ： 一 般 led 封 装 必 须 经 过 扩 晶 -固 晶 -焊 线 -灌 胶 -切 脚 -分 光 分 色 等流 程 ；led 灯 封 装 材 料 ： led 的 主 要 封 装 材 料 有 ： 芯 片 、 金 线 、 支 架 、 胶 水 等 ；led 灯 封 装 设 备 ： 扩 晶 设 备 、 固 晶 机 、 焊 线 机 、 点 胶 机 、 烘 烤 箱 等 ， 一 般 分 为 全自 动 封 装 设 备 手 工 封 装 设 备 两 种 。 八 、 如 何 评 判 led 灯 封 装 的 好 坏 ？led 灯 的 好 坏 指 标 ： led 灯 的 好 坏 的 几 个 指

18、标 是 ： 角 度 、 亮 度 、 颜 色 （ 波 长 ） 一 致性 、 抗 静 电 能 力 、 抗 衰 减 能 力 等 ；led 灯 的 封 装 材 料 ： led 封 装 材 料 是 led 灯 好 坏 的 直 接 因 素 ， 也 是 最 基 本 的 因 素 ， led 灯 是 几 种 主 要 材 料 的 组 合 ， 一 颗 好 的 led 灯 必 须 是 所 有 封 装 材 料 与 生 产 技 术 的 组 合；led 灯 的 封 装 技 术 ： 一 般 全 自 动 设 备 封 装 要 比 手 工 封 装 的 要 好 ， 封 装 的 技 术 水 平 也是 led 灯 封 装 的 好 坏 的

19、 主 要 因 素 ， 同 样 的 材 料 不 同 的 生 产 厂 家 生 产 出 来 的 产 品 有 很 大 的差 别 ； 九 、 led-定 义LED（ Light Emitting Diode） ， 发 光 二 极 管 ， 是 一 种 固 态 的 半 导 体 器 件 ， 它 可 以直 接 把 电 转 化 为 光 。 LED 的 心 脏 是 一 个 半 导 体 的 晶 片 ， 发 光 二 极 管晶 片 的 一 端 附 在 一 个 支 架 上 ， 一 端 是 负 极 ， 另 一 端 连 接 电 源 的 正 极 ， 使 整 个 晶 片 被 环 氧树 脂 封 装 起 来 。 发 光 二 极 管 的

20、 核 心 部 分 是 由 p 型 半 导 体 和 n 型 半 导 体 组 成 的 晶 片 半导 体 ， 一 端 是 P 型 半 导 体 ， 在 它 里 面 空 穴 占 主 导 地 位 ， 另 一 端 是 N 型 半 导 体 ， 在 这边 主 要 是 电 子 。 但 这 两 种 半 导 体 连 接 起 来 的 时 候 ， 它 们 之 间 就 形 成 一 个 过 渡 层 P-N结 。 当 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 ，

21、 这 就 是 LED 发 光 的 原 理 。 而 光 的 波长 也 就 是 光 的 颜 色 ， 是 由 形 成 P-N 结 的 材 料 决 定 的 。 。 在 某 些 半 导 体 材 料 的 PN 结 中 ， 注 入 的 少 数 载 流 子 与 多 数 载 流 子 复 合 时 会 把 多余 的 能 量 以 光 的 形 式 释 放 出 来 ， 从 而 把 电 能 直 接 转 换 为 光 能 。 PN 结 加 反 向 电 压 ， 少数 载 流 子 难 以 注 入 ， 故 不 发 光 。 这 种 利 用 注 入 式 电 致 发 光 原 理 制 作 的 二 极 管 叫 发 光 二 极管 ， 通 称 L

22、ED。 当 它 处 于 正 向 工 作 状 态 时 （ 即 两 端 加 上 正 向 电 压 ） ， 电 流 从 LED阳 极 流 向 阴 极 时 ， 半 导 体 晶 体 就 发 出 从 紫 外 到 红 外 不 同 颜 色 的 光 线 ， 光 的 强 弱 与 电 流 有关 。 最 初 LED 用 作 仪 器 仪 表 的 指 示 光 源 ， 后 来 各 种 光 色 的 LED 在 交 通 信 号 灯 和 大 面积 显 示 屏 中 得 到 了 广 泛 应 用 ， 产 生 了 很 好 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 。 以 12 英 寸 的 红 色交 通 信 号 灯 为 例 ， 在 美 国 本

23、 来 是 采 用 长 寿 命 ， 低 光 效 的 140 瓦 白 炽 灯 作 为 光 源 ， 它产 生 2000 流 明 的 白 光 。 经 红 色 滤 光 片 后 ， 光 损 失 90%， 只 剩 下 200 流 明 的 红 光 。而 在 新 设 计 的 灯 中 ， Lumileds 公 司 采 用 了 18 个 红 色 LED 光 源 ， 包 括 电 路 损 失 在 内， 共 耗 电 14 瓦 ， 即 可 产 生 同 样 的 光 效 。 汽 车 信 号 灯 也 是 LED 光 源 应 用 的 重 要 领 域。 对 于 一 般 照 明 而 言 ， 人 们 更 需 要 白 色 的 光 源 。

24、1998 年 发 白 光 的 LED 开 发 成 功 。这 种 LED 是 将 GaN 芯 片 和 钇 铝 石 榴 石 （ YAG） 封 装 在 一 起 做 成 。 GaN 芯 片 发 蓝 光（ p=465nm， Wd=30nm） ， 高 温 烧 结 制 成 的 含 Ce3+的 YAG 荧 光 粉 受 此 蓝 光 激 发后 发 出 黄 色 光 射 ， 峰 值 550nm。 蓝 光 LED 基 片 安 装 在 碗 形 反 射 腔 中 ， 覆 盖 以 混 有 YAG 的 树 脂 薄 层 ， 约 200-500nm。 LED 基 片 发 出 的 蓝 光 部 分 被 荧 光 粉 吸 收 ， 另 一 部

25、分 蓝 光 与 荧 光 粉 发 出 的 黄 光 混 合 ， 可 以 得 到 得 白 光 。 现 在 ， 对 于 InGaN/YAG 白 色 LED， 通 过 改 变 YAG 荧 光 粉 的 化 学 组 成 和 调 节 荧 光 粉 层 的 厚 度 ， 可 以 获 得 色 温 3500-10000K 的 各 色 白 光 。 这 种 通 过 蓝 光 LED 得 到 白 光 的 方 法 ， 构 造 简 单 、 成 本 低 廉 、 技术 成 熟 度 高 ， 因 此 运 用 最 多 。 上 个 世 纪 年 代 ， 科 技 工 作 者 利 用 半 导 体 结 发 光 的 原 理 ， 研 制 成 了 发光 二

26、 极 管 。 当 时 研 制 的 ， 所 用 的 材 料 是 ， 其 发 光 颜 色 为 红 色 。 经 过 近 年 的 发 展 ， 现 在 大 家 十 分 熟 悉 的 ， 已 能 发 出 红 、 橙 、 黄 、 绿 、 蓝 等 多 种 色 光。 然 而 照 明 需 用 的 白 色 光 仅 在 近 年 才 发 展 起 来 ， 这 里 向 读 者 介 绍 有 关 照 明 用 白 光 。led-介 绍 可 见 光 的 光 谱 和 白 光 的 关 系 。 众 所 周 之 ， 可 见 光 光 谱 的 波 长 范 围 为 ， 是 人 眼 可 感 受 到 的 七 色 光 红 、 橙 、 黄 、 绿 、 青

27、 、 蓝 、紫 ， 但 这 七 种 颜 色 的 光 都 各 自 是 一 种 单 色 光 。 例 如 发 的 红 光 的 峰 值 波 长 为 。 在 可 见 光 的 光 谱 中 是 没 有 白 色 光 的 ， 因 为 白 光 不 是 单 色 光 ， 而 是 由 多 种 单 色 光 合成 的 复 合 光 ， 正 如 太 阳 光 是 由 七 种 单 色 光 合 成 的 白 色 光 ， 而 彩 色 电 视 机 中 的 白 色 光 也 是由 三 基 色 红 、 绿 、 蓝 合 成 。 由 此 可 见 ， 要 使 发 出 白 光 ， 它 的 光 谱 特 性 应 包 括 整 个可 见 的 光 谱 范 围 。

28、 但 要 制 造 这 种 性 能 的 ， 在 目 前 的 工 艺 条 件 下 是 不 可 能 的 。 根 据人 们 对 可 见 光 的 研 究 ， 人 眼 睛 所 能 见 的 白 光 ， 至 少 需 两 种 光 的 混 合 ， 即 二 波 长 发 光 （ 蓝色 光 黄 色 光 ） 或 三 波 长 发 光 （ 蓝 色 光 绿 色 光 红 色 光 ） 的 模 式 。 上 述 两 种 模 式 的 白光 ， 都 需 要 蓝 色 光 ， 所 以 摄 取 蓝 色 光 已 成 为 制 造 白 光 的 关 键 技 术 ， 即 当 前 各 大 制造 公 司 追 逐 的 “蓝 光 技 术 ”。 目 前 国 际 上

29、 掌 握 “蓝 光 技 术 ”的 厂 商 仅 有 少 数 几 家 ， 所 以 白光 的 推 广 应 用 ， 尤 其 是 高 亮 度 白 光 在 我 国 的 推 广 还 有 一 个 过 程 。 白 光 的 工 艺 结 构 和 白 色 光 源 。 对 于 一 般 照 明 ， 在 工 艺 结 构 上 ， 白 光 通 常 采 用 两 种 方 法 形 成 ， 第 一 种 是 利 用 “蓝 光 技 术 ”与 荧 光 粉 配 合 形 成 白 光 ； 第二 种 是 多 种 单 色 光 混 合 方 法 。 这 两 种 方 法 都 已 能 成 功 产 生 白 光 器 件 。 第 一 种 方 法 产 生 白光 的

30、系 统 如 图 所 示 ， 图 中 芯 片 发 蓝 光 （ ） ， 它 和 （ 钇 铝 石 榴 石 ） 荧 光 粉 封 装 在 一 起 ， 当 荧 光 粉 受 蓝 光 激 发 后 发 出 黄 色 光 ， 结 果 ， 蓝光 和 黄 光 混 合 形 成 白 光 （ 构 成 的 结 构 如 图 所 示 ） 。 第 二 种 方 法 采 用 不 同 色 光 的芯 片 封 装 在 一 起 ， 通 过 各 色 光 混 合 而 产 生 白 光 。 白 光 照 明 新 光 源 的 应 用 前 景 。 为 了 说 明 白 光 的 特 点 ， 先 看 看目 前 所 用 的 照 明 灯 光 源 的 状 况 。 白 炽

31、 灯 和 卤 钨 灯 ， 其 光 效 为 流 明 瓦 ； 荧 光灯 和 灯 的 光 效 为 流 明 瓦 。 对 白 光 ： 在 年 ， 白 光 的 光 效 只 有 流 明 瓦 ， 到 了 年 已 达 到 流 明 瓦 ， 这 一 指 标 与 一 般 家用 白 炽 灯 相 近 ， 而 在 年 时 ， 白 光 的 光 效 已 达 流 明 瓦 ， 这 一 指 标 与卤 钨 灯 相 近 。 有 公 司 预 测 ， 到 年 ， 的 光 效 可 达 流 明 瓦 ， 到 年 时 ， 的 光 效 可 望 达 到 流 明 瓦 。 那 时 的 白 光 的 工 作 电流 便 可 达 安 培 级 。 由 此 可 见 开

32、 发 白 光 作 家 用 照 明 光 源 ， 将 成 可 能 的 现 实 。普 通 照 明 用 的 白 炽 灯 和 卤 钨 灯 虽 价 格 便 宜 ， 但 光 效 低 （ 灯 的 热 效 应 白 白 耗 电 ） ， 寿命 短 ， 维 护 工 作 量 大 ， 但 若 用 白 光 作 照 明 ， 不 仅 光 效 高 ， 而 且 寿 命 长 （ 连 续 工 作时 间 小 时 以 上 ） ， 几 乎 无 需 维 护 。 目 前 ， 德 国 公 司 利 用 白 光 开 发 了 飞 机 阅 读 灯 ； 澳 大 利 亚 首 都 堪 培 拉 的 一 条 街 道 已 用 了 白 光 作 路 灯 照明 ； 我 国

33、 的 城 市 交 通 管 理 灯 也 正 用 白 光 取 代 早 期 的 交 通 秩 序 指 示 灯 。 可 以 预 见 不久 的 将 来 ， 白 光 定 会 进 入 家 庭 取 代 现 有 的 照 明 灯 。LED 光 源 具 有 使 用 低 压 电 源 、 耗 能 少 、 适 用 性 强 、 稳 定 性 高 、 响 应 时 间 短 、 对 环境 无 污 染 、 多 色 发 光 等 的 优 点 ， 虽 然 价 格 较 现 有 照 明 器 材 昂 贵 ， 仍 被 认 为 是 它 将 不 可 避免 地 现 有 照 明 器 件 。led-特 点LED 特 点 和 优 点LED 的 内 在 特 征

34、决 定 了 它 是 最 理 想 的 光 源 去 代 替 传 统 的 光 源 ， 它 有 着 广 泛 的 用 途。体 积 小LED 基 本 上 是 一 块 很 小 的 晶 片 被 封 装 在 环 氧 树 脂 里 面 ， 所 以 它 非 常 的 小 ， 非 常 的轻 。耗 电 量 低LED 耗 电 非 常 低 ， 一 般 来 说 LED 的 工 作 电 压 是 2-3.6V。 工 作 电 流 是 0.02-0.03A。 这 就 是 说 ： 它 消 耗 的 电 不 超 过 0.1W。使 用 寿 命 长在 恰 当 的 电 流 和 电 压 下 ， LED 的 使 用 寿 命 可 达 10 万 小 时高

35、亮 度 、 低 热 量环 保LED 是 由 无 毒 的 材 料 作 成 ， 不 像 荧 光 灯 含 水 银 会 造 成 污 染 ， 同 时 LED 也 可 以 回收 再 利 用 。坚 固 耐 用LED 是 被 完 全 的 封 装 在 环 氧 树 脂 里 面 ， 它 比 灯 泡 和 荧 光 灯 管 都 坚 固 。 灯 体 内 也 没有 松 动 的 部 分 ， 这 些 特 点 使 得 LED 可 以 说 是 不 易 损 坏 的 。色 温 及 颜 色 的 应 用 ： （ 1） 光 源 的 色 温 ： 人 们 用 与 光 源 的 色 温 相 等 或 相 近 的 完 全 辐 射 体 的 绝 对 温 度

36、来描 述 光 源 的 色 表 （ 人 眼 直 接 观 察 光 源 时 所 看 到 的 颜 色 ） 又 称 光 源 的 色 温 。 色 温 是 以 绝 对温 度 K 来 表 示 。 不 同 的 色 温 会 引 起 人 们 在 情 绪 上 不 同 的 反应 ， 我 们 一 般 把 光 源 的 色 温 分 成 三 类 ： .暖 色 光 ： 暖 色 光 的 色 温 在 3300K 以 下 ， .暖 色 光 与 白 炽 灯 光 色 相 近 ， 红 光 成 分较 多 ， 给 人 以 温 暖 、 健 康 、 舒 适 的 感 觉 ， 适 用 于 家 庭 、 住 宅 、 宿 舍 、 医 院 、 宾 馆 等 场

37、所， 或 温 度 比 较 低 的 地 方 。 .暖 白 光 ： 又 叫 中 间 色 ， 它 的 色 温 在 3300K 5300K 之 间 。 .暖 白 光 光 线 柔 和 ，使 人 有 愉 快 、 舒 适 、 安 祥 的 感 觉 ， 适 用 于 商 店 、 医 院 、 办 公 室 、 饭 店 、 餐 厅 、 候 车 室 等场 所 。 .冷 色 光 ： 又 叫 日 光 色 ， 它 的 色 温 在 5300K 以 上 ， 光 源 接 近 自 然 光 ， 有 明 亮 的感 觉 ， 使 人 精 力 集 中 ， 适 用 于 办 公 室 、 会 议 室 、 教 室 、 绘 图 室 、 设 计 室 、 图

38、 书 馆 的 阅 览室 、 展 览 橱 窗 等 场 所 。 演 色 性 ： 光 源 对 物 体 颜 色 呈 现 的 程 度 称 为 演 色 性 ， 也 就 是 颜 色 的 逼 真 的 程 度 ， 演色 性 高 的 光 源 对 颜 色 的 表 现 较 好 ， 我 们 所 看 到 的 颜 色 也 就 较 接 近 自 然 颜 色 ， 演 色 性低 的 光 源 对 颜 色 的 表 现 较 差 ， 我 们 所 看 到 的 颜 色 偏 差 也 较 大 。为 何 会 有 演 色 性 高 低 之 分 呢 ?其 关 键 在 于 该 光 线 之 分 光 特 性 ， 可 见 光 之 波 长 在 380 至 780

39、之 范 围 内 ， 也 就 是 我 们 在 光 谱 中 见 到 的 红 、 橙 、 黄 、 绿 、 青 、 蓝 、紫 光 的 范 围 ， 如 果 光 源 所 放 射 的 光 之 中 所 含 的 各 色 光 的 比 例 与 自 然 光 相 近 ， 则 我 们 眼 睛所 看 到 的 颜 色 也 就 较 为 逼 真 。我 们 一 般 以 显 色 指 数 为 表 征 显 色 性 。 标 准 颜 色 在 标 准 光 源 的 辐 射 下 ， 显 色 指 数 定 为100。 当 色 标 被 试 验 光 源 照 射 时 ， 颜 色 在 视 觉 上 的 失 真 程 度 ， 就 是 这 种 光 源 的 显 色 指

40、 数。 显 色 指 数 越 大 ， 则 失 真 越 少 ， 反 之 ， 失 真 越 大 ， 显 色 指 数 就 越 小 。 不 同 的 场 所 对光 源 的 显 色 指 数 要 求 是 不 一 样 的 。 在 国 际 照 明 协 会 中 一 般 把 显 色 指 数 分 成 五 类 ：类 别 Ra 适 用 范 围1A 90 美 术 馆 、 博 物 馆 及 印 刷 等 行 业 及 场 所 2B 8090 家 庭 、 饭 馆 、 高 级 纺 织 工 艺 及 相 近 行 业2 6080 办 公 室 、 学 校 、 室 外 街 道 照 明 3 4060 重 工 业 工 厂 、 室 外 街 道 照 明 4

41、 2040 室 外 道 路 照 明 及 一 些 要 求 不 高 的 地 方 十 一 、 LED 灯 具 的 安 规 要 求LED 具 有 节 能 、 环 保 的 优 势 ， 在 灯 具 产 业 的 发 展 已 成 为 主 要 趋 势 。 由 于 LED 所 使 用 的 技 术 及 产 品 属 性 已 与 传 统 灯 具 大 不 相 同 ， 因 此 现 行 的 一 般 灯 具 安 全 标 准 规 范显 然 已 不 适 用 。 为 协 助 业 者 正 视 此 项 议 题 ， 本 文 将 以 LED 灯 具 所 使 用 的 技 术 、 可 能应 用 的 范 畴 、 及 目 前 UL 所 使 用 的

42、安 全 评 估 来 对 此 进 行 说 明 。LED 灯 具 技 术 及 特 性所 谓 的 LED 灯 具 ， 顾 名 思 义 ， 是 指 灯 具 产 品 采 用 LED (Light-emitting Diode， 发 光 二 极 管 ) 技 术 做 为 主 要 的 发 光 源 。 LED 是 一 种 固 态 的 半 导 体 组 件 ， 其 利 用 电 流顺 向 流 通 到 半 导 体 p-n 结 耦 合 处 ， 再 由 半 导 体 中 分 离 的 带 负 电 的 电 子 与 带 正 电 的 电 洞两 种 载 子 相 互 结 合 后 ， 而 产 生 光 子 发 射 ， 不 同 种 类 的 L

43、ED 能 够 发 出 从 红 外 线 到 蓝 光之 间 、 与 紫 光 到 紫 外 线 之 间 等 不 同 波 长 的 光 线 。 近 几 年 的 新 发 展 则 是 在 蓝 光 LED 上 涂 上 萤 光 粉 ， 将 蓝 光 LED 转 化 成 白 光 LED 产 品 。 此 项 操 作 一 般 需 要 搭 配 驱 动 电路 (LED Driver) 或 电 源 供 应 器 (Power Supply)， 驱 动 电 路 或 电 源 供 应 器 的 主 要 功能 就 是 将 交 流 电 压 转 换 为 直 流 电 源 ， 并 同 时 完 成 与 LED 相 符 合 的 电 压 和 电 流 ，

44、 以 驱动 相 配 合 的 组 件 。LED 灯 具 的 灯 泡 体 积 小 、 重 量 轻 ， 并 以 环 氧 树 脂 封 装 ， 可 承 受 高 强 度 机 械 冲 击 和震 动 ， 不 易 破 碎 ， 且 亮 度 衰 减 周 期 长 ， 所 以 其 使 用 寿 命 可 长 达 50,000-100,000 小 时， 远 超 过 传 统 钨 丝 灯 泡 的 1,000 小 时 及 萤 光 灯 管 的 10,000 小 时 。 由 于 LED 灯 具的 使 用 年 限 可 达 5 10 年 ， 所 以 不 仅 可 大 幅 降 低 灯 具 替 换 的 成 本 ， 又 因 其 具 有 极 小电

45、流 即 可 驱 动 发 光 的 特 质 ， 在 同 样 照 明 效 果 的 情 况 下 ， 耗 电 量 也 只 有 萤 光 灯 管 的 二 分 之一 ， 因 此 LED 也 同 时 拥 有 省 电 与 节 能 的 优 点 。 不 过 因 为 LED 的 部 份 技 术 尚 嫌 不足 ， 所 以 起 初 使 用 在 灯 具 上 的 缺 点 包 括 光 品 质 (演 色 性 、 一 致 性 、 色 温 ) 较 差 、 散热 不 易 、 且 价 格 偏 高 ， 而 其 中 不 当 的 散 热 ， 则 会 导 致 LED 灯 具 的 亮 度 及 电 路 零 组 件使 用 寿 命 加 速 衰 减 。 随

46、 着 制 造 技 术 在 近 十 年 来 的 突 飞 猛 进 ， 上 述 缺 点 ， 包 括 LED 的 热 阻 逐 渐 降 低 、 光 品 质 也 在 提 升 中 。 2008 年 ， 除 了 LED 白 冷 光 的 发 光 效 率 已 达到 100 Lm/W， 而 LED 暖 白 光 的 发 光 效 率 ， 预 计 在 2010 年 ， 也 可 从 目 前 的 70 Lm/W 提 高 至 100 Lm/W。 与 目 前 其 它 通 用 光 源 相 较 ， 钨 丝 灯 泡 约 15 Lm/W、 萤光 日 光 灯 约 4560 Lm/W、 HID 灯 约 120150 Lm/W， LED 的 发 光 效 率 显 然 已 渐具 优 势 ； 以 下 是 针 对 LED 及 其 它 常 见 灯 具 的 灯 性 比 较 ：照明方式 特点白光 LED 热源少、操作环境广、小型化、耐震动、光束集中日光 (萤光) 灯 萤光灯省电、但废弃物易碎