LED(LightingEmittingDiode)照明即是發光二極管照明,是一種半導體固體發光器件。它是利用固體半導體芯片作為發光材料,在半導體中通過載流子發生復合放出過剩的能量而引起光子發射,直接發出紅、黃、藍、綠色的光,在此基礎上,利用三基色原理,添加熒光粉,可以發出任意顏色的光。利用LED作為光源制造出來的照明器具就是LED燈具。LED照明燈具里,反射用途的LED照明燈具可以完全勝任于任何場合,大面積室內照明還不成熟。
照明原理
LED光源的LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導體制成的,其核心是PN結。因此它具有一般P-N結的I-V特性,即正向導通,反向截止、擊穿特性。此外,在一定條件下,它還具有發光特性。在正向電壓下,電子由N區注入P區,空穴由P區注入N區。進入對方區域的少數載流子(少子)一部分與多數載流子(多子)復合而發光。
假設發光是在P區中發生的,那么注入的電子與價帶空穴直接復合而發光,或者先被發光中心捕獲后,再與空穴復合發光。除了這種發光復合外,還有些電子被非發光中心(這個中心介于導帶、介帶中間附近)捕獲,而后再與空穴復合,每次釋放的能量不大,不能形成可見光。發光的復合量相對于非發光復合量的比例越大,光量子效率越高。由于復合是在少子擴散區內發光的,所以光僅在靠近PN結面數μm以內產生。
理論和實踐證明,光的峰值波長λ與發光區域的半導體材料帶隙Eg有關,即 λ≈1240/Eg(mm)
式中Eg的單位為電子伏特(eV)。若能產生可見光(波長在380nm紫光~780nm紅光),半導體材料的Eg應在3.26~1.63eV之間。比紅光波長長的光為紅外光。已有紅外、紅、黃、綠及藍光發光二極管,但其中藍光二極管成本、價格很高,使用不普遍。
一般人都認為,節能燈可節能4/5是偉大的創舉,但LED比節能燈還要節能1/4,這是固體光源更偉大的改革。除此之外,LED還具有其他優勢,光線質量高,基本上無輻射,屬于典型的綠色照明光源;可靠耐用,維護費用極為低廉等等。正因為LED具有以上其他固體光源還無法匹敵的特點,10年后LED將是照明行業的主流光源。
隨著LED陸續導入室內、室外照明市場,LED照明價格也大幅下降,但品質參差不齊也導致問題叢生,據指出,各地陸續訂定LED照明規范,多項強制性照明標準將從2012年起上路,將可望加速淘汰劣質品的惡性競爭,進而帶動LED照明市場洗牌效應。
由于LED照明應用日趨普遍及多元,臺灣經濟部標準局陸續制定多項LED照明標準,繼LED路燈規范制定腳步公布,2010年底又頒布3項常見LED室內燈標準,包括LED T8直管燈管、LED投光燈以及輕鋼架燈(含平板燈)等,業界指出,盡管相關標準規范已定,但LED路燈經過多年推廣,到2012年才可望擴大安裝,由于導入緩慢加上預算編列作業,估計要到2013~2014年才可望釋出采購標案。
眩光:視野內有亮度的物體或強烈的亮度對比,所造成的視覺不舒適稱為眩光,眩光是影響照明質量的重要因素。
同步性:兩個或兩個以上LED燈在不規定時間內能正常按程序設定的方式運行,一般指內控方式的LED燈,同步性是LED燈實現協調變化的基本要求。
防護等級:IP防護等級是將燈具依其防塵、防濕氣之特性加以分級,由兩個數字所組成,個數字代表燈具防塵、防止外物侵入的等級(分0-6級),第二個數字代表燈具防濕氣、防水侵入的密封程度(分0-8級),數字越大表示其防護等級越高。
光周期:自然界或人造的能夠影響生物有機體的亮暗循環。
光度測量:根據給定的光效函數,如V(λ)和V’(λ),測量輻射量的方法。
光強分布:光源或者燈具在空間各個方向的光強分布。
光強曲線圖(表):光強由極坐標或者圖表給出,表中的數值為光源在每1000流明光通時產生的光強。對于光強非對稱分布的情況,可采用兩個不同平面內的光強分布圖來表示該燈具的光強分布情況。
當前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下,節約能源是我們未來面臨的重要的問題,在照明領域,LED發光產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品,必然是未來發展的趨勢,二十一世紀將進入以LED為代表的新型照明光源時代。LED球泡燈具與白熾燈比較,其大的發展動力就是節能環保的優勢。前LED行業的快速發展,已經使得部分LED照明產品價格低于白熾燈或等同的水平,使得普通百姓家都可以接受,而且亮度也優于白熾燈泡。如:塑料球泡、貼片車鋁、筒燈等。如果做工程還是要選用一些的LED產品,在各方面它的穩定性,當然價格也會高一些。
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