LED5.docx

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LED5

LED产品和小常识

LED（Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管）是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。

LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。

LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过150lm/W（2010年）。

将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：

普通白炽灯的光效为12lm／W，寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lm／W，寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96lm／W，寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED光效可以超过150lm／W，寿命可大于100000小时。

大功率，指发光功率大，一般指0.5W，1W3W5W或更高的。

光强与流明是比小功率大，但同样散热也很大，现在大功率都是单颗应用，加很大的散热片。

小功率一般是0.06W左右的。

光散不散，取决于LED的发光角度，有大角度小角度之分，小角度不散，大角度才散。

　　LED的亮度是跟LED的发光角度有必然关系的,LED的角度越小它的亮度越高,没有什么超亮不超亮的,那是骗小孩的,如果是质量好的LED不管是哪家LED厂家生产的大家的亮度都差不多的,只是生产工艺不一样,使用寿命略有不同,因为大家用的都是那几家国外的LED芯片.如果是5MM的LED180度角的白光的亮度只有几百MCD,如果是15度角的亮度就要去到一万多两万MCD的亮度了,亮度相差好几十倍了,如果是用于照明用的,在户外最好是用大功率的LED了,亮度就更高了,单个功率有1W,3W,5W,还有的是用多个大功率组合成一个大功率的LED,功率去到几百都有.

　　色温和亮度没关系，而亮度和流明值有关

　　来看几个概念：

　　光通量（lm）

　　由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度，我们不能直接用光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量，必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单位----光通量来衡量。

光通量用符号Φ表示，单位为流明（lm）。

　　发光强度（cd）

　　光通量是说明某一光源向四周空间发射出的总光能量。

不同光源发出的光通量在空间的分布是不同的。

发光强度的单位为坎德拉，符号为cd，它表示光源在某单位球面度立体角（该物体表面对点光源形成的角）内发射出的光通量。

1cd=1lm/1sr（sr：

立体角的球面度单位）。

　　亮度（cd/m2）　

　　亮度是表示眼睛从某一方向所看到物体发射光的强度。

单位为坎德拉/平方米[cd/m2]，符号为L，表明发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量，它等于1平方米表面上发出1坎德拉的发光强度。

　　色温（ColorTemperature）

　　当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度就称为该光源的色温，用绝对温度K（开尔文，开氏度=摄氏度+273.15）表示。

　　显色性（Colorrenderingproperty）

　　原则上，人造光线应与自然光线相同，使人的肉眼能正确辨别事物的颜色，当然，这要根据照明的位置和目的而定。

　　光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。

通常叫做"显色指数"（Ra）。

显色性是指事物的真实颜色（其自身的色泽）与某一标准光源下所显示的颜色关系。

Ra值的确定，是将DIN6169标准中定义的8种测试颜色在标准光源和被测试光源下做比较，色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。

　　Ra值为100的光源表示，事物在其灯光下显示出来的颜色与在标准光源下一致。

基本信息

　　LED（LightEmittingDiode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。

LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附着

LED灯株

在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。

半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。

但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。

当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。

而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的。

LED应用

　　鉴于LED的自身优势，目前主要应用于以下几大方面：

（1）显示屏、交通讯号显示光源的应用LED灯具有抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长等特点，广泛应用于各种室内、户外显示屏，分为全色、三色和单色显示屏，全国共有100多个单位在开发生产。

交通信号灯主要用超高亮度红、绿、黄色LED,因为采用LED信号灯既节能，可靠性又高，所以在全国范围内，交通信号灯正在逐步更新换代，而且推广速度快，市场需求量很大，是个很好的市场机会。

（2）汽车工业上的应用汽车用灯包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯以及头灯等。

汽车用白炽灯不耐震动撞击、易损坏、寿命短，需要经常更换。

1987年，我国开始在汽车上安装高位刹车灯。

由于LED响应速度快,可以及早提醒司机刹车，减少汽车追尾事故，在发达国家，使用LED制造的中央后置高位刹车灯已成为汽车的标准件，美国HP公司在1996年推出的LED汽车尾灯模组可以随意组合成各种汽车尾灯。

此外，在汽车仪表板及其他各种照明部分的光源，都可用超高亮度发光灯来担当，所以均在逐步采用LED显示。

我国汽车工业正处于大发展时期，是推广超高亮度LED的极好时机。

近几年内会形成年产10亿元的产值，5年内会形成每年30亿元的产值。

　　（3）LED背光源以高效侧发光的背光源最为引人注目，LED作为LCD背光源应用，具有寿命长、发光效率高、无干扰和性价比高等特点，已广泛应用于电子手表、手机、BP机、电子计算器和刷卡机上，随着便携电子产品日趋小型化，LED背光源更具优势，因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗和均匀一致方面发展。

LED是手机关键器件，一部普通手机或小灵通约需使用10只LED器件，而一部彩屏和带有照相功能的手机则需要使用约20只LED器件。

现阶段手机背光源用量非常大，一年要用35亿只LED芯片。

目前我国手机生产量很大，而且大部分LED背光源还是进口的，对于国产LED产品来说，这是个极好的市场机会。

　　（4）LED照明光源早期的产品发光效率低，光强一般只能达到几个到几十个mcd，适用在室内场合，在家电、仪器仪表、通讯设备、微机及玩具等方面应用。

目前直接目标是LED光源替代白炽灯和荧光灯，这种替代趋势已从局部应用领域开始发展。

日本为节约能源，正在计划替代白炽灯的发光二极管项目（称为"照亮日本"），头五年的预算为50亿日元，如果LED替代半数的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于60亿升原油的能源,相当于五个1.35×106kW核电站的发电量，并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生，改善人们生活居住的环境。

我国也于2004年投资50亿大力发展节能环保的半导体照明计划。

LED优点

　　LED的内在特征决定了它具有很多优点，诸如：

一、体积小

LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常小，非常轻。

二、耗电量低

　　LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦），电光功率转换接近100%。

一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A；这就是说，它消耗的电能不超过0.1W，相同照明效果比传统光源节能80%以上。

三、使用寿命长

它为固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。

四、高亮度、低热量

　　LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。

五、环保

　　LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。

光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源

六、坚固耐用

　　LED被完全封装在环氧树脂里面，比灯泡和荧光灯管都坚固。

灯体内也没有松动的部分，使得LED不易损坏。

七、多变幻

　　LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256＝16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。

八、技术先进

　　与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品。

它成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。

LED缺点

　　第一点　LED发光二极管已被全球公认为最高效的人造照明技术。

虽然国内还有不少人在商家误导下认为LED是用来替代LCD液晶的显示技术，但实际上这种高能效照明技术从上世纪六七十年代就已经开始应用，然而，近日由美国加州大学艾尔文分校进行的一项调查却显示，使用LED的环保功效很可能会被其包含的有毒物质所抵消。

结果显示，这些LED灯中包含有锑、砷、铬、铅以及其他多种金属元素。

其中，部分LED灯的有毒元素含量已经超过了监管部门制定的标准。

比如在低亮度红色LED灯中，研究人员发现其铅含量超标达到8倍，镍含量也超标2.5倍。

实际上在美国加州法律中，绝大多数LED灯都已经被明确定义为有毒垃圾，如果使用普通填埋的办法处理将会污染土壤和地下水。

而如果LED灯破碎，还可能会对直接接触的人体健康造成损害。

但至今，无论各国政府还是民众都对LED灯的环境和健康危险知之甚少。

　　该报告表示，LED中的砷、铅、镍和铜元素对人体和环境的影响最为严重，虽然LED的能效非常高，但它绝非完全环保的选择，只是蕴含的潜在危险和其他照明技术不同罢了。

　　第二点LED需要由于单个发光面比较窄，通常大规模集成在线路板上，形成一个比较大的发光源，由此会造成大量热量积累，有时会击穿电路板。

所以LED灯的散热一定要好。

LED发展

　　LED显示屏的发展可分为以下几个阶段：

第一阶段为1990年到1995年，主要是单色和16级双色图文屏。

用于显示文字和简单图片，主要用在车站、金融证券、银行、邮局等公共场所，作为公共信息显示工具。

　　第二阶段是1995年到1999年，出现了64级、256级灰度的双基色视频屏。

视频控制技术、图像处理技术、光纤通信技术等的应用将LED显示屏提升到了一个新的台阶。

LED显示屏控制专用大规模集成电路芯片也在此时由国内企业开发出来并得以应用。

　　第三阶段从1999年开始，红、纯绿、纯蓝LED管大量涌入中国，同时国内企业进行了深入的研发工作，使用红、绿、蓝三原色LED生产的全彩色显示屏被广泛应用，大量进入体育场馆、会展中心、广场等公共场所，从而将国内的大屏幕带入全彩时代。

随着LED原材料市场的迅猛发展，表面贴装器件从2001年面世，主要用在室内全彩屏，并且以其亮度高、色彩鲜艳、温度低的特性，可随意调整的点间距，被不同价位需求者所接受，在短短两年多时间内，产品销售额已超过3亿元，表面贴装全彩色LED显示屏应用市场进入新世纪。

LED显示屏的主要制造厂商集中在日本、北美等地，我国LED制造厂商出口的份额在其中微不足道。

据不完全统计，世界上目前至少有150家厂商生产全彩屏，其中产品齐全，规模较大的公司约有30家左右。

　　目前，国内知名品牌有：

奥力兴（ApexKolor）、远亮国际照明、大眼界光电（TopVision）、元亨光电（yaham）、