LED照明燈原理.

1、led 照明燈原理圖led 照明燈原理圖LED是發(fā)光二極體(Light Emitting最長(zhǎng)達(dá)數(shù)萬(wàn)Diode, LED)的簡(jiǎn)稱，也被稱作發(fā)光二極管，這種半導(dǎo) 體組件發(fā)展以來(lái)一般是作為指示燈、顯示板，但目前 隨著技術(shù)增加，已經(jīng)能作為光源使用，它不但能夠高 效率地直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，而且擁有 小時(shí)10萬(wàn)小時(shí)的使用壽命，同時(shí)具備不若傳統(tǒng)燈泡 易碎，并能省電，同時(shí)擁有環(huán)保無(wú)汞、體積小、可應(yīng) 用在低溫環(huán)境、光源具方向性、造成光害少與色域豐 富等優(yōu)點(diǎn)。隨著白光LED的出現(xiàn)與更多科技的導(dǎo)入，目前在家用電器及筆記本電腦的指示燈、 汽車防霧燈、 室內(nèi)照明等照明設(shè)備日漸蓬勃，LED的應(yīng)用越來(lái)越普 遍。LED的發(fā)

2、明在 1955 年時(shí)，美國(guó)無(wú)線電公司( Radio Corporation of America )的 Rubin Braunstein 發(fā)現(xiàn) 了砷化鎵(GaAS與及其他半導(dǎo)體合金的紅外線放射 作用，而1962年美國(guó)通用電氣公司(GE的NickHolonyak Jr則開(kāi)發(fā)出可見(jiàn)光的 LEDLED不過(guò)，LED 真正的起飛是在1990年代白光LED出現(xiàn)后，才開(kāi)始漸 漸被重視，而應(yīng)用面越來(lái)越廣。LED的發(fā)光原理LED是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的電將藍(lán)光轉(zhuǎn)化成白子零件，并同時(shí)具備二極體的特性，也就是具備一正 極一負(fù)極，LED最特別的地方在于只有從正極通電才 是會(huì)發(fā)光，故一般給予直流電時(shí)，LED會(huì)穩(wěn)定地

3、發(fā)光, 但如果接上交流電，LED會(huì)呈現(xiàn)閃爍的型態(tài)，閃亮的 頻率依據(jù)輸入交流電的頻率而定。led的發(fā)光原理是 外加電壓，讓電子與電洞在半導(dǎo)體內(nèi)結(jié)合后，將能量 以光的形式釋放。目前全球產(chǎn)業(yè)所發(fā)展出的不同種類 LED能夠發(fā)出從紅外線到藍(lán)之間不同波長(zhǎng)的光線，而 業(yè)界也有紫色紫外線的LED近年來(lái)led最吸引人 的發(fā)展是在藍(lán)光LED上涂上螢光粉， 光的白光LED產(chǎn)品。LED之所以被稱為世紀(jì)新光源， 原因在于LED具備點(diǎn)光源與固態(tài)光源的特性，能夠節(jié) 省能源、高耐震、壽命長(zhǎng)、體積小響應(yīng)快速、并且色 彩飽和度高。LED的顏色:由于隨著LED的制造材料不同，產(chǎn)生出來(lái) 的光子擁有的能量也不同，故業(yè)界透過(guò)制造材料來(lái)控

4、 制LED發(fā)光的波長(zhǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生擁有不同光譜與顏色的 各種 LED。全球第一顆LED采用的材料是砷(As)化 鎵(Ga)，工作電壓為1.424V，其發(fā)出的光線為紅外光 譜。之后，業(yè)界發(fā)展出以磷(P)化鎵(Ga)作為L(zhǎng)ED的材 料，工作電壓為2.261V，發(fā)出的光為綠光。業(yè)界早期 就透過(guò)這2種型態(tài)LED所需的材料，調(diào)配出從紅外線 到綠色光范圍內(nèi)所有波長(zhǎng)的LED產(chǎn)品，發(fā)展出常見(jiàn)的 紅光LED 黃光LED橙光LED等等，這3大類LED 因?yàn)槭褂昧随?、砷、?3 種元素，故被稱為 3 元素 LED， 而藍(lán)光LED綠光LED與紅外光LED則被稱為2元素 LED業(yè)界后來(lái)發(fā)展出采用混合鋁(Al) 鈣(Ca)、

5、銦 (In)和氮(N)共4種元素的4元素LED就能夠發(fā)出所 有可見(jiàn)光范圍與部份紫外線光譜的光線。LED的亮度:在討論LED產(chǎn)品會(huì)看的發(fā)光亮度有3種單位，分別是照度單位勒克司(Lux)、光量單位流明(Lumen Im)、發(fā)光強(qiáng)度單位燭光(Can die power ；CD）， 3 種單位各自有適合使用的領(lǐng)域，但是在數(shù)值 上是互通的。平方公分面積的發(fā)光強(qiáng)度。1 CD 表示完全輻射的物體，在白金凝固 點(diǎn)溫度下，每六十分之 適合用在主動(dòng)發(fā)光燈具領(lǐng)域，如白熱燈泡。面積為 1 與穿透燈具領(lǐng)域，如投影機(jī)。1 lm 表示 1 CD 光照射在距離為 1 公分， 平方公分平面上的光量。適合用在反射燈具1 Lux

6、表示指 1 Lm 光量均勻分佈在 1 平方米面積上的照度。適合用在攝影領(lǐng)域。一般而言，單一 LED的發(fā)光強(qiáng)度以CD為 單位，并配上視角參數(shù)，而LED的發(fā)光強(qiáng)度從各位數(shù) mCDiy 5,000mCD不等。廠商在標(biāo)示 LED單一產(chǎn)品時(shí)， 其發(fā)光強(qiáng)度規(guī)格是說(shuō)LED在20mA電流下點(diǎn)亮?xí)r，最佳 視角上和中心位置上發(fā)光強(qiáng)度最大點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度。LED的節(jié)能效益基于環(huán)保立場(chǎng)以及節(jié)約能源訴求， 全球各國(guó)政府重視LED與節(jié)能燈具帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)與節(jié)能效益，而廠商也看好這次照明革命的商機(jī)而紛紛投入。除了歐盟與美國(guó)國(guó)會(huì)均進(jìn)行階段性禁止白炙燈泡的使用 外，目前已經(jīng)有加拿大宣佈 2010 年全面禁用白炙燈 泡，而美國(guó)加州在內(nèi)的

7、部份州， 也要在 2012 年禁止白 炙燈泡，而澳洲則宣佈在 2010 年全面禁止販?zhǔn)郯字藷?泡，中國(guó)、日本也有LED的獎(jiǎng)勵(lì)方案在規(guī)劃中。雖然目前市面上已經(jīng)有另一種節(jié)能燈具 產(chǎn)品省電型螢光燈（CFL ,但由于其照明品質(zhì)仍舊不 夠，啟動(dòng)時(shí)間較一般白炙燈泡長(zhǎng)，而且不能調(diào)整光源 輸出亮度，普及度仍不夠高。LED則具備更多的節(jié)能 效益，并且藉由技術(shù)的提昇，亮度已經(jīng)達(dá)到讓人滿意 的程度，但價(jià)格高昂是一大問(wèn)題，未來(lái)隨著全球 LED 廠商的量產(chǎn)腳步加快，價(jià)格降低后可加速 LED燈具的 普及程度。LED的壽命:般LED的發(fā)光壽命很長(zhǎng)，產(chǎn)品大多標(biāo)明為 100,000 小時(shí)以上，但事實(shí)上半或LED亮LED的亮度是

8、會(huì)衰減 的，在運(yùn)用一段時(shí)間后，亮度會(huì)衰撿到原本的一 甚至更少。但所幸隨著業(yè)界技術(shù)的進(jìn)步，減少 度衰減問(wèn)題的方案很多。在生產(chǎn)過(guò)程中，選用如 4 元 素LEC材料能夠擁有較久的亮度衰減週期，而廠商使用的 LED 工藝與成品究竟能耐用多久有很大的關(guān)係， 配色也是LED廠的生產(chǎn)關(guān)鍵。LED的好LED 的使用壽命，比一般白炙燈泡的 1,000 小時(shí)、日光燈具的1萬(wàn)小時(shí)，LED使用壽命可達(dá)5萬(wàn) 小時(shí)，大幅降低燈具替換的成本。這項(xiàng)特性幫助 LED 燈具在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)上，有了將一般燈泡替換成 理由，更可藉由這項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，讓許多原本因經(jīng)濟(jì)考量而 不能全天開(kāi)啟的環(huán)境，藉由LED照明讓公共或私人場(chǎng) 所更安全。比如說(shuō)公共停車

9、場(chǎng)、冰箱等等應(yīng)用范圍， 美國(guó)最大零售業(yè)者威名百貨( Wal-Mart )，日前就已 經(jīng)將該公司的冷凍設(shè)備改採(cǎi)省電的 LED產(chǎn)品。LED 較明顯的缺點(diǎn)就是散熱問(wèn)題， 不當(dāng)?shù)纳釋?dǎo)致LED燈具的光度與使用壽命衰減，所幸這 部份藉由新技術(shù)的加持，漸漸也有了顯著的改善。LED的應(yīng)用:除了我們熟知的各種電子產(chǎn)品上面的LED指示燈外，LED屏幕、LED照明、液晶屏幕用的LED 背光源、手機(jī)上按鍵的LED背光、新世代的OLED屏 幕、PLED屏幕等等各式各樣關(guān)于LED的應(yīng)用正逐漸穩(wěn) 定的發(fā)展中，部份領(lǐng)域的LED應(yīng)用因?yàn)槭袌?chǎng)發(fā)展趨于成熟，普及的速度開(kāi)始加快，也無(wú)形中創(chuàng)造出驚人的 商機(jī)。、Laminar 、O

10、sram、Lumiled目前高亮度白光LED光源，是目前美歐日 LED大廠競(jìng)相研發(fā)的重點(diǎn)，預(yù)估到了 2011年后，LED 將在一般照明市場(chǎng)中大規(guī)模普及。雖然亞洲在 2006 年高亮度的生產(chǎn)規(guī)模占全球 76市佔(zhàn)率，不過(guò)白光 LED光源專利為日本的日亞化（Nichia ）和T.G.、美 國(guó)的Cree以及歐洲的Philips Lumileds禾R Osram五 大廠所掌握；中游模組雖無(wú)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，但仍為國(guó)際大 廠包括 National 、 Laminar、 Osram、 Lumiled、 Vishay 所主導(dǎo)；美國(guó)與日本也開(kāi)始積極制訂照明應(yīng)用器具安 規(guī)及能源標(biāo)準(zhǔn)。LED 現(xiàn)階段最大的應(yīng)用是手機(jī)按鍵的背

11、 光源，各種電子展品的指示燈，而最近應(yīng)用在廣告看 板的大型LED屏幕，還有應(yīng)用在液晶屏幕的背光源也 越來(lái)越受到矚目，LED的應(yīng)用面日趨廣泛。預(yù)估在2007 下半年可以看到更多LED產(chǎn)品的問(wèn)世，而2008年LED 照明產(chǎn)品能夠進(jìn)一步地下降到部份消費(fèi)者能接受的程 度，未來(lái)的發(fā)展端看各國(guó)政府積極應(yīng)用 LED于公共事 業(yè)的速度，可望加速LED價(jià)格的下滑，當(dāng)消費(fèi)者采用的程度也提高，屆時(shí)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益與節(jié)能效益很可 觀。LED 是通電時(shí)可發(fā)光的半導(dǎo)體材料制成 的發(fā)光元件，材料使用 III- V 族化學(xué)元素(如：磷化 鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)等),發(fā)光原理是將電能轉(zhuǎn)換 為光，也就是對(duì)化合物半導(dǎo)體施加電流，透過(guò)電子與 電洞的結(jié)合，過(guò)剩的能量會(huì)以光的形式釋出，達(dá)成發(fā) 光的效果，屬于冷性發(fā)光。LED 最大的特點(diǎn)在于：無(wú)須暖燈時(shí)間電腦、交通號(hào)