LED光源技術的應用前景及趨勢論文范文

　　1、LED光源的介紹 LED（Lighy EmittingDiode），又稱發光二極管，它們利用固體半導體芯片作為發光材料，當兩端加上正向電壓，半導體中的載流子發生復合，放出過剩的能量而引起光子發射產生可見光。其發光過程包括三部分：正向偏壓下的載流子注入、復合輻射和光能傳輸。微小的半導體晶片被封裝在潔凈的環氧樹脂物中，當電子經過該晶片時，帶負電的電子移動到帶正電的空穴區域并與之復合，電子和空穴消失的同時產生光子。電子和空穴之間的能量（帶隙）越大，產生的光子的能量就越高。光子的能量反過來與光的顏色對應，可見光的頻譜范圍內，藍色光、紫色光攜帶的能量最多，桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由于不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發出不同顏色的光。

　　發光二極管主要由PN結芯片、電極和光學系統組成。其發光體--晶片的面積10.12mil（1mil=0.0254平方毫米），目前國際上出現大晶片LED，晶片面積達40mil，我國正在積極研究開發大功率的LED路燈。 LED照明光源的主流將是高亮度的白光LED.目前，已商品化的白光LED多是二波長，即以藍光單晶片加上YAG黃色熒光粉混合產生白光。未來較被看好的是三波長白光LED，即以無機紫外光晶片加紅、藍、綠三顏色熒光粉混合產生白光，它將取代熒光燈、緊湊型節能熒光燈泡及LED背光源等市場。

　　近幾年來，隨著人們對半導體發光材料研究的不斷深入，LED制造工藝的不斷進步和新材料（氮化物晶體和熒光粉）的開發和應用，各種顏色的超高亮度LED取得了突破性進展，其發光效率提高了近1000倍，色度方面已實現了可見光波段的所有顏色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出現，使LED應用領域跨越至高效率照明光源市場成為可能。曾經有人指出，高亮度LED將是人類繼愛迪生發明白熾燈泡后，最偉大的發明之一。

　　LED以其固有的特點，如發光效率高、耗電量少、使用壽命長、無屏閃、安全可靠性強、有利于環保、耐震動，響應速度快、冷光源等特點，廣泛應用于日常照明、指示燈、信號燈、顯示屏、景觀照明等領域。 1）發光效率高。LED經過幾十年的技術改良，其發光效率有了較大的提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12~24流明/瓦，熒光燈50~70流明/瓦，鈉燈90~140流明/瓦，大部分的耗電變成熱量損耗。理論上LED發光源光效可達到300流明/瓦，目前，隨著政府加大力度支持LED發光源產業，國內許多產家能生產大于120流明/瓦的LED發光管，且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發出有色可見光。2）耗電量少。LED單管功率0.03~0.08瓦，采用直流驅動，單管驅動電壓1.5~3.5伏，電流15~18毫安，反應速度快，可在高頻操作。同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈泡的十分之一，熒光燈管的三分之一。3）使用壽命長。采用電子光場輻射發光，燈絲發光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而采用LED燈體積小、重量輕，環氧樹脂封裝，可承受高強度機械沖擊和震動，不易破碎。平均壽命達10萬小時。LED燈具使用壽命可達5~10年，可以大大降低燈具的維護費用，避免經常換燈之苦。4）安全可靠性強。發熱量低，無熱輻射，冷光源，可以安全抵摸：能精確控制光型及發光角度，光色柔和，無眩光；不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質。內置微處理系統可以控制發光強度，調整發光方式，實現光與藝術結合。5）有利于環保。LED為全固體發光體，耐震、耐沖擊不易破碎，廢棄物可回收，沒有污染。光源體積小，可以隨意組合，易開發成輕便薄短小型照明產品，也便于安裝和維護。