led 照明灯原理图 led 照明灯原理图照明灯原理图 LED 是发光二极体( Light Emitting Diode, LED)的简称，也被称作发光二极管，这种半导体组件发展以来一般是作为指示灯、显示板，但目前随着技术增加，已经能作为光源使用，它不但能够高效率地直接将电能转化为光能，而且拥有最长达数万小时10 万小时的使用寿命，同时具备不若传统灯泡易碎，并能省电，同时拥有环保无汞、体积小、可应用在低温环境、光源具方向性、造成光害少与色域丰富等优点。随着白光 LED 的出现与更多科技的导入，目前在家用电器及笔记本电脑的指示灯、汽车防雾灯、室内照明等照明设备日渐蓬勃，LED 的应用越来越普遍。LED 的发明在 1955 年时，美国无线电公司（Radio Corporation of America）的 Rubin Braunstein 发现了砷化鎵（GaAs）与及其他半导体合金的红外线放射作用，而 1962 年美国通用电气公司（GE）的 Nick Holonyak Jr 则开发出可见光的 LEDLED。不过，LED真正的起飞是在 1990 年代白光 LED 出现后，才开始渐渐被重视，而应用面越来越广。LED 的发光原理LED 是一种可以将电能转化为光能的电子零件，并同时具备二极体的特性，也就是具备一正极一负极，LED 最特别的地方在于只有从正极通电才是会发光，故一般给予直流电时，LED 会稳定地发光，但如果接上交流电，LED 会呈现闪烁的型态，闪亮的频率依据输入交流电的频率而定。LED 的发光原理是外加电压，让电子与电洞在半导体内结合后，将能量以光的形式释放。目前全球产业所发展出的不同种类 LED 能够发出从红外线到蓝之间不同波长的光线，而业界也有紫色紫外线的 LED，近年来 LED 最吸引人的发展是在蓝光 LED 上涂上萤光粉，将蓝光转化成白光的白光LED 产品。LED 之所以被称为世纪新光源，原因在于LED 具备点光源与固态光源的特性，能够节省能源、高耐震、寿命长、体积小响应快速、并且色彩饱和度高。LED 的顏色：由于随着 LED 的制造材料不同，产生出来的光子拥有的能量也不同，故业界透过制造材料来控制LED 发光的波长，进而产生拥有不同光谱与顏色的各种 LED。全球第一颗 LED 采用的材料是砷(As) 化鎵(Ga)，工作电压为 1.424V，其发出的光线为红外光谱。之后，业界发展出以磷(P)化鎵(Ga)作为 LED 的材料，工作电压为 2.261V，发出的光为绿光。业界早期就透过这 2 种型态 LED 所需的材料，调配出从红外线到绿色光范围内所有波长的 LED 产品，发展出常见的红光 LED、黄光 LED、橙光 LED 等等，这 3 大类 LED 因为使用了鎵、砷、磷 3 种元素，故被称为 3 元素LED，而蓝光 LED、绿光 LED 与红外光 LED 则被称为2 元素 LED。业界后来发展出采用混合铝(Al)、钙(Ca) 、銦(In)和氮(N)共 4 种元素的 4 元素 LED，就能够发出所有可见光范围与部份紫外线光谱的光线。LED 的亮度：在讨论 LED 产品会看的发光亮度有 3 种单位，分别是照度单位勒克司（Lux）、光量单位流明（Lumen；lm）、发光强度单位烛光（Candle power；CD），3 种单位各自有适合使用的领域，但是在数值上是互通的。1 CD 表示完全辐射的物体，在白金凝固点温度下，每六十分之一平方公分面积的发光强度。适合用在主动发光灯具领域，如白热灯泡。1 lm 表示 1 CD 光照射在距离为 1 公分，面积为 1 平方公分平面上的光量。适合用在反射灯具与穿透灯具领域，如投影机。1 Lux 表示指 1 Lm 光量均匀分佈在 1 平方米面积上的照度。适合用在摄影领域。一般而言，单一 LED 的发光强度以 CD 为单位，并配上视角参数，而 LED 的发光强度从各位数 mCD到 5,000mCD 不等。厂商在标示 LED 单一产品时，其发光强度规格是说 LED 在 20mA 电流下点亮时，最佳视角上和中心位置上发光强度最大点的发光强度。LED 的节能效益基于环保立场以及节约能源诉求，全球各国政府重视 LED 与节能灯具带来的经济与节能效益，而厂商也看好这次照明革命的商机而纷纷投入。除了欧盟与美国国会均进行阶段性禁止白炙灯泡的使用外，目前已经有加拿大宣佈 2010 年全面禁用白炙灯泡，而美国加州在内的部份州，也要在 2012 年禁止白炙灯泡，而澳洲则宣佈在 2010 年全面禁止贩售白炙灯泡，中国、日本也有 LED 的奖励方案在规划中。虽然目前市面上已经有另一种节能灯具产品省电型萤光灯（CFL），但由于其照明品质仍旧不够，啟动时间较一般白炙灯泡长，而且不能调整光源输出亮度，普及度仍不够高。LED 则具备更多的节能效益，并且藉由技术的提昇，亮度已经达到让人满意的程度，但价格高昂是一大问题，未来随着全球 LED 厂商的量产脚步加快，价格降低后可加速 LED 灯具的普及程度。LED 的寿命：一般 LED 的发光寿命很长，产品大多标明为100,000 小时以上，但事实上 LED 的亮度是会衰减的，在运用一段时间后，亮度会衰捡到原本的一半或甚至更少。但所幸随着业界技术的进步，减少 LED 亮度衰减问题的方案很多。在生产过程中，选用如 4 元素LEC 材料能够拥有较久的亮度衰减週期，而厂商使用的 LED 工艺与成品究竟能耐用多久有很大的关係，配色也是 LED 厂的生产关键。LED 的使用寿命，比一般白炙灯泡的 1,000 小时、日光灯具的 1 万小时，LED 使用寿命可达 5 万小时，大幅降低灯具替换的成本。这项特性帮助 LED 灯具在价格竞争上，有了将一般灯泡替换成 LED 的好理由，更可藉由这项优势，让许多原本因经济考量而不能全天开啟的环境，藉由 LED 照明让公共或私人场所更安全。比如说公共停车场、冰箱等等应用范围，美国最大零售业者威名百货（Wal-Mart），日前就已经将该公司的冷冻设备改採省电的 LED 产品。LED 较明显的缺点就是散热问题，不当的散热将导致 LED 灯具的光度与使用寿命衰减，所幸这部份藉由新技术的加持，渐渐也有了显着的改善。LED 的应用：除了我们熟知的各种电子产品上面的 LED 指示灯外，LED 屏幕、LED 照明、液晶屏幕用的 LED 背光源、手机上按键的 LED 背光、新世代的 OLED 屏幕、PLED 屏幕等等各式各样关于 LED 的应用正逐渐稳定的发展中，部份领域的 LED 应用因为市场发展趋于成熟，普及的速度开始加快，也无形中创造出惊人的商机。目前高亮度白光 LED 光源，是目前美欧日 LED大厂竞相研发的重点，预估到了 2011 年后，LED 将在一般照明市场中大规模普及。虽然亚洲在 2006 年高亮度的生产规模占全球 76市佔率，不过白光 LED光源专利为日本的日亚化（Nichia）和 T.G.、美国的 Cree 以及欧洲的 Philips Lumileds 和 Osram 五大厂所掌握；中游模组虽无标准规格，但仍为国际大厂包括 National、Laminar、Osram、Lumiled、 Vishay 所主导；美国与日本也开始积极制订照明应用器具安规及能源标准。LED 现阶段最大的应用是手机按键的背光源，各种电子展品的指示灯，而最近应用在广告看板的大型 LED 屏幕，还有应用在液晶屏幕的背光源也越来越受到瞩目，LED 的应用面日趋广泛。预估在 2007 下半年可以看到更多 LED 产品的问世，而 2008 年 LED照明产品能够进一步地下降到部份消费者能接受的程度，未来的发展端看各国政府积极应用 LED 于公共事业的速度，可望加速 LED 价格的下滑，当消费者采用的程度也提高，届时产生的经济效益与节能效益很可观。LED 是通电时可发光的半导体材料制成的发光元件，材料使用 III- V 族化学元素（如：磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)等），发光原理是将电能转换为光，也就是对化合物半导体施加电流，透过电子与电洞的结合，过剩的能量会以光的形式释出，达成发光的效果，属于冷性发光。LED 最大的特点在于：无须暖灯时间(idling time)、反应速度很快(约在 10-9 秒)、体积小、用电省、污染低、适合量产，具高可靠度，容易配合应用上的需要制成极小或阵列式的元件，适用范围颇广，如汽车、通讯产业、电脑、交通号誌灯、液晶面板用背光源、LED 屏幕等。文章转载自河南龙印华云广告装饰工程有限公司 http:/www.longyin.biz/cjwt_show.asp?id=93