LED的基本结构
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
LED具有高效、节能、环保的特点,世界各国和政府都不惜重金投入LED这个极具社会和经济效益的产业。
LED工作电压低(3-24V),比高压电源安全
耗电量小,发光效率高,消耗能量较同光效的白炽灯减少80%,比荧光灯减少50%
发光响应时间极短,纳秒级,白炽灯是毫秒级
稳定性,10万小时,光衰为初始的50%
光强度:单位立体角所发射出的光通量,单位为烛光(candela,cd)一般而言,光源会向不同方向以不同强度放射出其光通量,在特定方向单位立体角所放出的可见光辐射强度即称为光强度
显色性:它表示物体在光下颜色比基准光(太阳光)照明时颜色的偏离,能较全面反应光源的颜色特性,显色性高的光源对颜色表现较高。
色温:以绝对温度K来表示,即将一标准黑体加热,温度升高到一定程度时颜色开始由深红—浅红—橙黄—百—蓝逐渐转变,某光源与黑体的颜色相同时,我们将黑体当时的绝对温度称为光源之色温。
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,并且适用于易变的环境
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,实现红黄蓝绿橙多色发光。
LED灯的优点:
响应时间短,点亮无延迟,传统玻璃灯泡则有0.3秒的延迟
四周由环氧树脂密封,具有更强的抗震性能
发光热量很小,对灯具材料的耐热性要求不高
LED的发光效率从数字上来看的确不如高压钠灯,目前LED在65-75流明/瓦,高压钠灯可以达到125流明/瓦,但是,高压钠灯的光谱比较集中于黄色,它的色温比较低只有2000-2500K,而LED的色温高,可以达到2500-4500K以上,另外高压钠灯的光线是向四处发射的,有很大一部分光无法到达地面。高压钠灯的显色指数差,只有20到40,感觉昏暗,而LED的显色指数高,可以达到75-80,所以路面明亮,感觉舒适,所以从实际的发光效果来看,LED反而可以比高压钠灯高出很多。100W的LED可以取代250W的高压钠灯,或300W的水银灯。100W的LED,其输出的光通量大约只有6250流明(经过二次光学设计,会有所损失),达到地面的流明数仍为6000流明,而路面的平均照度可以达到16LUX(12m高杆)。250W高压钠灯的输出光通量为20000流明,到达地面的流明数只有7000流明,而路面的照度大约为30-40LUX,由于显色系数的差别,LED的照度修正系数为2.35倍,高压钠灯的修正系数为0.94倍。所以100W的LED经修正以后地面照度为37.6LUX,而高压钠灯的修正后的照度为28.2-37.6,二者相当。所以,100W的LED可以取代250W的高压钠灯,LED可以节能2.5倍。
LED(Lighting Emitting Diode)即发光二极管,是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。
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。目前发光半导体材料主要由III-V族元素组成,例如磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs),氮化镓等等。就整个全球产业界而言,基于MOCVD外延生长的技术路线是发展GaN基光电子材料与器件的主要技术潮流。GaN基材料的外延生长是发展GaN基高亮度LED和全固态半导体白光照明光源的核心技术,是所有关键难题中的重中之重。
当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,节约能源是我们未来面临的重要的问题,在照明领域,LED发光产品的应用正吸引着世人的目光,LED作为一种新型的绿色光源产品,必然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。
LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。近年来,世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”,欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下,2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。
LED光源优点:
高节能:节能能源无污染即为环保。直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06 瓦)电光功率转换接近100%,相同照明效果比传统光源节能80%以上。