1、LED 光源的特点及应用摘要 1962 年，第一束实用型的可见光 LED 被发现，现在 LED 的发展已经达到了一个很高的程度。LED 光源具有效率高、能耗小、寿命长等特点，已经被广泛用作灯泡、霓虹灯和光管的最理想的替代物。科学家预测，在未来 5 年，这种灯泡很可能成为下一代照明的主流产品。 关键词 LED，发光效率，显色指数，光通量 中图分类号：TG115.3+31 文献标识码： A LED 光源就是以发光二极管（Light-Emitting Diode）为发光体的光源。发光二极管发明于 20 世纪 60 年代，起初由于其光色较少，发光效率低，在随后的数十年中，其基本用途是作为收录机等电子设
2、备的指示灯。随着科学家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的开发和应用，LED 光源的发光效率大大提高，其中最重要的是超高亮度白光 LED 的出现，使 LED 应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。 一、LED 光源的特点： 1、发光效率高 普通白炽灯、卤钨灯光效为 12-24lm/W，荧光灯 5070 lm/W，钠灯90140 lm/W，而且上述光源大部分的耗电变成热量损耗，LED 光效经改良后将达到 50200 lm/W，90%的电能转化为可见光，而且其光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光。 2、耗电量少 LED 单管功率 0.030.06W
3、，采用直流驱动，单管驱动电压1.53.5V，工作电流为 1518mA，同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的万分之一，荧光灯管的二分之一、金卤灯的四分之一。 3、使用寿命长 LED 光源基本上是一块很小的半导体晶片被装在环氧树脂里面，无灯丝，无玻璃泡，不怕震动，不易破碎，无热沉积、光衰减等缺点，使用寿命可达十万小时，相比之下，普通白炽灯使用寿命仅有一千小时，普通节能灯使用寿命也只有八千小时。 4、光色纯正 由于典型的 LED 的光谱范围都比较窄，不像白炽灯那样拥有全光谱。因此，LED 可以随意进行多样化的搭配组合，特别适用于装饰等方面。鲜艳饱和、纯正，无需滤光镜，可用红绿蓝三色元素调成各种不
4、同的颜色，可实现多变、逐变、混光效果，显色效果极佳。可实现亮度连续调节，色彩纯度高，可实现色彩动态变换和数字化控制。 5、绿色环保 LED 为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，不含汞、铅、氙等有害元素，废弃物可回收，没有污染。光线健康，不含紫外线和红外线，不产生辐射和电磁干扰。直流驱动，无频闪，保护视力。LED 被称为“绿色光源”当之无愧。 除此之外，LED 灯体积小，重量轻，外形尺寸灵活，低热量，反应速度快，可在高频操作，这些都使 LED 光源具有很大的优势，为应用于实际生产生活中创造了有利条件。 二、LED 光源的应用 鉴于 LED 的自身优势，目前主要应用于以下几大方面： 1、显示屏、
5、交通讯号显示光源 LED 灯因其抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长等特点，广泛应用于各种户内、户外显示屏，分为全色、双色和单色显示屏，全国共有 100 多个单位在开发生产。交通信号灯主要用超高亮度红、绿、黄色 LED, 因为采用 LED 信号灯既节能，可靠性又高，所以在全国范围内，交通信号灯正在逐步更新换代，而且推广速度快，市场需求量很大。 2、汽车工业 汽车用灯包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯以及头灯等。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, 可以及早提醒司机刹车，减少了汽车追尾事故的发生。 3、民用建筑照
6、明 对于民用建筑，除了显色指数要求特别高的场所，均可用 LED 灯代替常规的日光灯、荧光灯。目前 LED 灯在民用建筑中的应用已很普遍，特别是商场、酒店等景观、装饰照明均采用 LED 光源。家用室内照明的LED 产品越来受人欢迎，LED 筒灯，LED 天花灯，LED 日光灯，LED 光纤灯，LED 手电筒已悄悄地进入家庭！ 日本为节约能源，正在计划替代白炽灯的发光二极管项目( 称为“ 照亮日本“) ，头五年的预算为 50 亿日元，如果 LED 替代半数的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于 60 亿升原油的能源, 相当于五个 1.35 106kW 核电站的发电量，并可减少二氧化碳和其它温室气体的产
7、生，改善人们生活居住的环境。我国也于 2004 年投资 50 亿大力发展节能环保的半导体照明计划。据统计，2008 年北京奥运会 36 个比赛场馆中使用LED 产品的总值已接近 5 亿元，这还不包括奥运村、奥运公园等其他公共照明设施市场，是奥运历史上首次大规模使用 LED 照明。在全球能源短缺、环保要求不断提高的情况下，LED 照明不仅为北京奥运增光添彩，也照亮这个产业更加美好的前景。 4、工业照明 LED 光源依靠其节能环保、寿命长、反应速度快等优势在工业照明中的应用越来越广泛，国内、外灯具制造厂家针对不同工业环境生产出具有特定防护等级、防腐等级和防爆等级的各类灯具，如高杆灯、平台灯、弯杆灯
8、、投光灯等。传统的工业照明光源如高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯发热量大，灯光有频闪和眩光，且需配置镇流器，增加了额外的功耗，从启动到正常工作亮度一般需要 510 分钟，而重复启动还需等待冷却后再启动，故此类灯具已逐渐被 LED 灯取代。 近几年，中国石油大连石化公司照明系统改造项目中，基本将装置区、厂房、变电所电缆夹层中的灯具改为 LED 工厂灯，例如，原 150W 的金卤灯，光通量约 5000Lm，用一盏 50W 的 LED 灯就可替代，初始投资基本相同，使用寿命是前者的 3 倍，耗电量为前者的三分之一，大大降低灯具的维护费用和电费支出。 除此之外，LED 以高效侧发光的背光源最为引人注目
9、，LED 作为 LCD 背光源应用，具有寿命长、发光效率高、无干扰和性价比高等特点， 已广泛应用于电子手表、手机、 电子计算器和刷卡机上，随着便携电子产品日趋小型化，LED 背光源更具优势，因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗和均匀一致方面发展。 目前，LED 尚存在不足，如远距离投射光衰较大，距离大于 4 米时，不宜选用 LED 投光灯；显色指数有待提高，普通场所一般要求光源的显色指数大于 80 即可，LED 光源可达到 90，但一些工业装配车间照明或产品检验的重点照明区域，对光源的显色性要求会相对更高，LED 光源就不能满足要求。世界各国均加紧提高 LED 光效方面的研究，相信在不远的将来其发光效率和显色指数将有更大的提高。
