北京夜景照明北京燈串燈飾夜景照明

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LED(LightingEmittingDiode)照明即是發(fā)光二極管照明,是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料,在半導(dǎo)體中通過(guò)載流子發(fā)生復(fù)合放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射,直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠色的光,在此基礎(chǔ)上,利用三基色原理,添加熒光粉,可以發(fā)出任意顏色的光。利用LED作為光源制造出來(lái)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(chǎng)合,大面積室內(nèi)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(dǎo)體制成的,其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-V特性,即正向?qū)?,反向截止、擊穿特性。此外,在一定條件下,它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下,電子由N區(qū)注入P區(qū),空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復(fù)合而發(fā)光。
假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的,那么注入的電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光,或者先被發(fā)光中心捕獲后,再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外,還有些電子被非發(fā)光中心(這個(gè)中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近)捕獲,而后再與空穴復(fù)合,每次釋放的能量不大,不能形成可見(jiàn)光。發(fā)光的復(fù)合量相對(duì)于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大,光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的,所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。
理論和實(shí)踐證明,光的峰值波長(zhǎng)λ與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料帶隙Eg有關(guān),即 λ≈1240/Eg(mm)
式中Eg的單位為電子伏特(eV)。若能產(chǎn)生可見(jiàn)光(波長(zhǎng)在380nm紫光~780nm紅光),半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在3.26~1.63eV之間。比紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)的光為紅外光。已有紅外、紅、黃、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管,但其中藍(lán)光二極管成本、價(jià)格很高,使用不普遍。

LED驅(qū)動(dòng)電源壽數(shù)偏低的一個(gè)重要原因是驅(qū)動(dòng)電源所需的鋁電解電容的壽數(shù)缺乏,首要原因是長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)時(shí)LED燈內(nèi)部的環(huán)境溫度很高,致使鋁電解電容的電解液很快被耗干,壽數(shù)大為縮短,通常只能作業(yè)5千小時(shí)左右。而LED光源的壽數(shù)是5萬(wàn)小時(shí),因而鋁電解電容的作業(yè)壽數(shù)就成為了LED驅(qū)動(dòng)電源壽數(shù)的短肋。

使用壽命長(zhǎng):LED體積小、重量輕,外殼為環(huán)氧樹(shù)脂封裝,不僅可以保護(hù)內(nèi)部芯片,還具有透光聚光的能力。LED使用壽命普遍在5萬(wàn)―10萬(wàn)小時(shí)之間,因?yàn)長(zhǎng)ED是半導(dǎo)體器件,即使是頻繁的開(kāi)關(guān),也不會(huì)影響到使用壽命。當(dāng)今家用照明主要使用的是白熾燈、熒光燈及節(jié)能熒光燈。

隨著LED陸續(xù)導(dǎo)入室內(nèi)、室外照明市場(chǎng),LED照明價(jià)格也大幅下降,但品質(zhì)參差不齊也導(dǎo)致問(wèn)題叢生,據(jù)指出,各地陸續(xù)訂定LED照明規(guī)范,多項(xiàng)強(qiáng)制性照明標(biāo)準(zhǔn)將從2012年起上路,將可望加速淘汰劣質(zhì)品的惡性競(jìng)爭(zhēng),進(jìn)而帶動(dòng)LED照明市場(chǎng)洗牌效應(yīng)。
由于LED照明應(yīng)用日趨普遍及多元,臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)部標(biāo)準(zhǔn)局陸續(xù)制定多項(xiàng)LED照明標(biāo)準(zhǔn),繼LED路燈規(guī)范制定腳步領(lǐng)先世界各國(guó)公布,2010年底又頒布3項(xiàng)常見(jiàn)LED室內(nèi)燈標(biāo)準(zhǔn),包括LED T8直管燈管、LED投光燈以及輕鋼架燈(含平板燈)等,業(yè)界指出,盡管相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已定,但LED路燈經(jīng)過(guò)多年推廣,到2012年才可望擴(kuò)大安裝,由于政府導(dǎo)入緩慢加上預(yù)算編列作業(yè),估計(jì)要到2013~2014年才可望釋出采購(gòu)標(biāo)案。

中國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展向好,外延芯片企業(yè)的發(fā)展尤其迅速、封裝企業(yè)規(guī)模繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)、照明應(yīng)用取得較大進(jìn)展。2007年中國(guó)LED應(yīng)用產(chǎn)品產(chǎn)值已超過(guò)300億元,已成為L(zhǎng)ED全彩顯示屏、太陽(yáng)能LED、景觀亮化等應(yīng)用產(chǎn)品世界最大的生產(chǎn)和出口國(guó),新興的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)正在形成。國(guó)內(nèi)在照明領(lǐng)域已經(jīng)形成一定特色,其中戶外照明發(fā)展最快,已有上百家LED路燈企業(yè)并建設(shè)了幾十條示范道路,但在室內(nèi)通用照明市場(chǎng)方面仍顯落后。

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