LED燈與節(jié)能燈區(qū)別,各燈具及原理優(yōu)缺點(diǎn)分析.doc

LED燈與節(jié)能燈區(qū)別，各燈具及原理優(yōu)缺點(diǎn)分析節(jié)能燈概念：節(jié)能燈，又稱為省電燈泡、熒光燈，節(jié)能燈管是指熒光燈與鎮(zhèn)流器（定安器）組成的一個(gè)整體照明設(shè)備，使用了鎮(zhèn)定器的節(jié)能燈產(chǎn)品有常見的燈管等。節(jié)能燈的尺寸與白熾燈相似，燈座的接口和安裝方式也和白熾燈相同，所以可以直接替換白熾燈，達(dá)到節(jié)能的作用。節(jié)能燈的正式名稱是稀土三基色緊湊型熒光燈，20世紀(jì)70年代誕生于荷蘭的飛利浦公司。被國家納入到了863推廣計(jì)劃，最早在山東的膠東半島推廣，其中最早響應(yīng)的兩家工廠為威海北洋和棲霞燈具廠，但是由于早期成本比較高，推廣難度比較大。廣東依靠其優(yōu)越的地理位置，以及國家的政策支持，以低成本的原材料大批量生產(chǎn)節(jié)能燈，并銷往全國。因?yàn)樵缙谌藗儗?duì)于節(jié)能燈的概念比較模糊，廣東生產(chǎn)的鹵粉節(jié)能燈成本較低，銷往市場(chǎng)的價(jià)格也比較低，現(xiàn)全國80%的節(jié)能燈來自廣東生產(chǎn)，其中80%的節(jié)能燈是在中山古鎮(zhèn)生產(chǎn)的。這種光源在達(dá)到同樣光能輸出的前提下，只需耗費(fèi)普通白熾燈用電量的1/5至1/4，從而可以節(jié)約大量的照明電能和費(fèi)用，因此被稱為節(jié)能燈。節(jié)能燈的主要結(jié)構(gòu)以及組成部分：節(jié)能燈主要是由“上部燈頭結(jié)構(gòu)”以及“底部燈管結(jié)構(gòu)”組成；在該結(jié)合結(jié)構(gòu)的內(nèi)部包設(shè)一節(jié)能電子鎮(zhèn)流器組成；其特征是在上結(jié)合結(jié)構(gòu)部與節(jié)能電子鎮(zhèn)流器的空間下方，增設(shè)一隔板結(jié)構(gòu)；而在下結(jié)合結(jié)構(gòu)部設(shè)一增長區(qū)段空腔結(jié)構(gòu)；并在該段增長空腔結(jié)構(gòu)外壁周圍，環(huán)設(shè)多數(shù)個(gè)通孔，用于多元隔熱、分流、散熱、確保節(jié)能燈正常使用壽命。工作原理節(jié)能燈實(shí)際上就是一種緊湊型、自帶鎮(zhèn)流器的日光燈，節(jié)能燈點(diǎn)燃時(shí)首先經(jīng)過電子鎮(zhèn)流器給燈管燈絲加熱，燈絲開端發(fā)射電子（由于在燈絲上涂了一些電子粉），電子碰撞充裝在燈管內(nèi)的氬原子，氬原子碰撞后取得了能量又撞擊內(nèi)部的汞原子，汞原子在吸收能量后躍遷產(chǎn)生電離，燈管內(nèi)構(gòu)成等離子態(tài)。燈管兩端電壓直接經(jīng)過等離子態(tài)導(dǎo)通并發(fā)出253.7nm 的紫外線，紫外線激起熒光粉發(fā)光，由于熒光燈工作時(shí)燈絲的溫度約在1160K左右，比白熾燈工作的溫度2200K-2700K低很多，所以它的壽命也大進(jìn)步，到達(dá)5000小時(shí)以上，由于它運(yùn)用效率較高的電子鎮(zhèn)流器，同時(shí)不存在白熾燈那樣的電流熱效應(yīng)，熒光粉的能量轉(zhuǎn)換效率高，到達(dá)每瓦50流明以上，所以節(jié)約電能.外形規(guī)格分析節(jié)能燈因燈管外形不同，主要為U型管、螺旋管、直管型，還有蓮花型、梅花型、佛手型等。1、U型管節(jié)能燈：管形有：2U、3U、4U、5U、6U、8U等多種，功率從3W240W等多種規(guī)格。2U、3U節(jié)能燈，管徑9mm-14mm。功率一般從3w36w。主要用于民用和一般商業(yè)環(huán)境照明。在使用方式上，用來直接替代白熾燈。4U、5U、6U、8U節(jié)能燈，管徑12mm-21mm。功率一般從45w240w。主要用于工業(yè)、商業(yè)環(huán)境照明。在使用方式上，用來直接替代： 高壓汞燈、高壓鈉燈、T8直管型日光燈。2、螺旋管節(jié)能燈：螺旋燈管直徑。螺旋環(huán)圈（用T表示）數(shù)有：2T、2.5T、3T、3.5T、4T、4.5T、5T等多種，功率從3W-240W等多種規(guī)格。3、支架節(jié)能燈：T4、T5直管型節(jié)能燈：T5、T4直管型節(jié)能燈。功率分為：8W、14w、21W、28W。廣泛應(yīng)用于民用、工業(yè)、商業(yè)環(huán)境照明。可用來直接替代T8直管型日光燈。T，就是代表燈管的直徑。每一個(gè)“T”就是1/8英寸。一英寸等于25.4毫米。那么T8燈管的直徑就是25.4mm。理論上，越細(xì)的燈管效率越高，也就是說相同瓦數(shù)發(fā)光越多。但是，越細(xì)的燈管啟動(dòng)越困難，所以發(fā)展到了T5燈管的時(shí)候，必須采用電子鎮(zhèn)流器來啟動(dòng)。為了節(jié)約成本，T5、T4都采用了微型支架的形式出售，就是鎮(zhèn)流器含在支架的微型空間里面，這種鎮(zhèn)流器的效率和質(zhì)量一般都不大好，導(dǎo)致應(yīng)該很高效率的燈管反而不如常規(guī)的T8燈管亮，壽命方面也有點(diǎn)打折。盡管如此，細(xì)管的誘惑還是很大，T5、T4燈管的銷量越來越大了。4、蓮花型節(jié)能燈結(jié)構(gòu)組成節(jié)能燈分三部分組成：1、毛管分類U型、全螺、半螺U型：2U 3U 4U 5U 6U 7U 8U 9U 10U全螺：2.5T、3T 4T螺旋燈的盤繞圈數(shù)用“T”表示。半螺：2.5T，3T 4T螺旋燈的圈數(shù)用“T”表示。2、塑料件：按材料分有：PP、PC、PBTPP料非常軟，多用于低擋產(chǎn)品。PC料屬于高檔品表面光。PBT料屬于高檔阻燃材料，表面有光面和磨砂亞光。3、燈頭分三種材料有銅燈頭、鐵燈頭、鋁燈頭、 鍍鎳燈頭（鍍鎳燈頭是高檔產(chǎn)品）顏色：:綠色、白色、黑色。燈頭按規(guī)格分：E14 、E27、E40 螺旋口B22 卡口根據(jù)功率大小可分為：3W、5W、7W、9W、11W、26W、30W、36W、45W、55W、65W、75W、節(jié)能燈管按照熒光粉劃分有：混合粉、鹵粉、三基色。鹵粉壽命在30004000小時(shí)?；旌戏蹓勖?0006000小時(shí)。三基色在8000小時(shí)以上。參數(shù)指標(biāo)電參數(shù)(1)電壓范圍： 額定電壓 +10% -20%(2)功率范圍： 額定（標(biāo)稱）功率 +5% -10%(3)功率因數(shù)： 根據(jù)實(shí)際的情況選擇 PF0.6 及 PF0.9(4)符合安全規(guī)定和電磁干擾及電磁兼容 EMC 的規(guī)定要求(5)電子鎮(zhèn)流器的工作頻率避讓家用電器的遙控頻率(6)符合在高溫環(huán)境和低溫環(huán)境下的穩(wěn)定、可靠工作要求 2.光參數(shù)(7)光通量:光源每秒鐘所發(fā)出光的量之總和：用于表示燈管射出的光的量，即發(fā)光量。通用符號(hào)表示，單位為流明（Lm）。光效、光通量要求：小于 15W ， 光效要求 45LM/W； 大于等于 15W ， 光效要求 60LM/W。顯色指數(shù)：50色溫： 色溫偏差小，一致性好，白色的為冷光一般溫度很低在12攝氏度左右，黃色的為暖光在45攝氏度左右。有效壽命八千小時(shí)以上（流明維持率達(dá)到 70% 以上）電壓波動(dòng)的沖擊，節(jié)能燈能穩(wěn)定可靠地工作燈管與電子鎮(zhèn)流器的連接強(qiáng)度滿足規(guī)定的扭矩要求發(fā)展歷程：2008年國家啟動(dòng)“綠色照明”工程，大力推廣節(jié)能燈替換普通白熾燈的活動(dòng)，城鄉(xiāng)居民和企業(yè)使用中標(biāo)企業(yè)節(jié)能燈享受一定比例的補(bǔ)助。節(jié)能燈的推廣意義重大，然而，廢舊節(jié)能燈對(duì)環(huán)境的危害也引起了關(guān)注。到2012年10月底，節(jié)能推廣工程有上億節(jié)能燈報(bào)廢，每只可污染180噸水及土壤，廢舊節(jié)能燈的處理和回收問題引起廣泛關(guān)注。選購要點(diǎn)看有沒有國家級(jí)的檢驗(yàn)報(bào)告；看產(chǎn)品的外包裝，包括產(chǎn)品的商標(biāo)、標(biāo)稱功率、標(biāo)記的內(nèi)容、用軟濕布擦拭，標(biāo)志清晰可辨即為合格使用壽命，合格的節(jié)能燈在實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下可達(dá)500小時(shí)以上，在正常使用時(shí)必須達(dá)到200小時(shí)以上，如達(dá)不到此標(biāo)準(zhǔn)，即為劣質(zhì)品；安全要求，在安裝、拆卸過程中，看燈頭是否松動(dòng)，有無歪頭現(xiàn)象，是否絕緣；除此之外，看節(jié)能燈的外管材料是否耐熱、防火，燈中的熒光粉是否均勻。如未使用就出現(xiàn)燈管兩端發(fā)黑現(xiàn)象，均為不合格產(chǎn)品；還有一點(diǎn)就是價(jià)格對(duì)比，一般說來，由于節(jié)能燈制造、生產(chǎn)過程中的特殊原因，成本相對(duì)來說較高。如果是七八塊錢的節(jié)能燈，很可能是一些小廠生產(chǎn)的劣質(zhì)品，一般國產(chǎn)的節(jié)能燈價(jià)格均在四五十元以上，進(jìn)口的就更高了。功能特點(diǎn)寬工作電壓：170V250V適合中國供電需求，壽命比白熾燈更長，平均使用壽命5000小時(shí)。無噪音、無太大頻閃，對(duì)通訊、家用電器設(shè)備無干擾。比普通白熾燈泡省電80%。采用純?nèi)珶晒夥蹮艄埽庑П劝谉霟舾?、光衰小，光線自然，耗電少，發(fā)熱低，色溫2700K、6400K。節(jié)能燈的壽命由兩部分組成：燈管的壽命：燈管的壽命跟它的原材料、制造工藝、制造設(shè)備、以及質(zhì)量控制及保證體系有非常大的關(guān)系。其中原材料首先就影響一個(gè)產(chǎn)品的壽命，并決定一個(gè)產(chǎn)品壽命長短。但是原材料好，如果工藝、設(shè)備、技術(shù)及管理沒有配合好，只要一個(gè)環(huán)節(jié)出問題，這個(gè)產(chǎn)品的壽命周期就會(huì)很短。電子鎮(zhèn)流器的壽命：一個(gè)普通型節(jié)能燈的電子鎮(zhèn)流器大約由30個(gè)元器件組成，如果其中一個(gè)原器件損壞，那么這個(gè)節(jié)能燈就不能點(diǎn)亮；如果一個(gè)電子鎮(zhèn)流器的原器件非常好，但如果參數(shù)適配不好，電子鎮(zhèn)流器的壽命也不會(huì)長；如果上面兩項(xiàng)都做得很好，但如果工藝控制不好，質(zhì)量管理控制不好，上面的功夫即使做得再好也是白費(fèi)。LED節(jié)能燈概念：LED即半導(dǎo)體發(fā)光二極管，LED節(jié)能燈是用高亮度白色發(fā)光二極管發(fā)光源，光效高、耗電少，壽命長、易控制、免維護(hù)、安全環(huán)保；是新一代固體冷光源，光色柔和、艷麗、豐富多彩、低損耗、低能耗，綠色環(huán)保，適用家庭，商場(chǎng)，銀行，醫(yī)院，賓館，飯店他各種公共場(chǎng)所長時(shí)間照明。無頻閃直流電，對(duì)眼睛起到很好的保護(hù)作用，是臺(tái)燈，手電的最佳選擇。主要結(jié)構(gòu)以及組成部分：50 年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于 1960 年。 LED 是英文 light emitting diode （發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以 LED 的抗震性能好。LED主要結(jié)構(gòu)因?yàn)橛猛镜牟灰挥茫渲饕Y(jié)構(gòu)也有所變動(dòng)，下面將主要介紹家居用LED節(jié)能燈泡主要結(jié)構(gòu)：配光系統(tǒng)由LED燈板（發(fā)光源）/導(dǎo)熱板、均光罩/燈殼等結(jié)構(gòu)組成；散熱系統(tǒng)由導(dǎo)熱板、內(nèi)外散熱器等結(jié)構(gòu)組成；驅(qū)動(dòng)電源由高頻恒流源、線性恒流源構(gòu)成，輸入為市電交流電；機(jī)械/防護(hù)結(jié)構(gòu)由散熱器/外殼、燈頭/絕緣套、均光罩/燈殼等結(jié)構(gòu)組成。此外，按照兩者總體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，又可以分為：白熾燈泡單一整體式；LED燈泡整體式/分裂式/多頭組合式等多種形式大益LED節(jié)能燈泡的組成還有其他因素：1. 電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場(chǎng)所。2. 效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80%。3. 適用性：很小，每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境。4. 穩(wěn)定性：5萬小時(shí)，光衰為初始的30%。5. 響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒極。6. 對(duì)環(huán)境污染：無有害金屬汞。7. 顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色。8. 價(jià)格：LED的價(jià)格比較昂貴，較之于節(jié)能燈，2只節(jié)能燈的價(jià)格就可以與一只LED燈的價(jià)格相當(dāng)。工作原理發(fā)光二極管的核心部分是由 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體組成的晶片，在 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為 p-n 結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 PN 結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 LED 。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從 LED 陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。選購要點(diǎn)從九個(gè)基本性能選擇LED光源隨著一哄而上的市場(chǎng)，作為消費(fèi)者，選用LED依然要冷靜，科學(xué)地分析，選用性價(jià)比最好的光源和燈具，下面介紹幾種LED的基本性能：1、亮度： LED的亮度不同，價(jià)格不同。用于LED燈具的LED應(yīng)符合雷射等級(jí)類標(biāo)準(zhǔn)。相同功率的情況下比亮度、質(zhì)保、服務(wù)，最后是價(jià)格。2、抗靜電能力：抗靜電能力強(qiáng)的LED，壽命長，因而價(jià)格高。通?？轨o電大于700V的LED才能用于LED燈飾。3、波長：波長一致的LED，顏色一致，如要求顏色一致，則價(jià)格高。沒有LED分光分色儀的生產(chǎn)商很難生產(chǎn)色彩純正的產(chǎn)品。4、漏電電流： LED是單向?qū)щ姷陌l(fā)光體，如果有反向電流，則稱為漏電，漏電電流大的LED，壽命短，價(jià)格低。5、發(fā)光角度：用途不同的LED其發(fā)光角度不一樣。特殊的發(fā)光角度，價(jià)格較高。如全漫射角，價(jià)格較高。6、壽命：不同品質(zhì)的關(guān)鍵是壽命，壽命由光衰決定。光衰小、壽命長，價(jià)格高。7、晶片 ：LED的發(fā)光體為晶片，不同的晶片，價(jià)格差異很大。日本、美國的晶片較貴，一般臺(tái)灣及國產(chǎn)的晶片價(jià)格低于日、美。8、晶片大?。壕拇笮∫赃呴L表示，大晶片LED的品質(zhì)比小晶片的要好。價(jià)格同晶片大小成正比。9、膠體：普通的LED的膠體一般為環(huán)氧樹脂，加有抗紫外線及防火劑的LED價(jià)格較貴，高品質(zhì)的戶外LED燈飾應(yīng)抗紫外線及防火。每一種產(chǎn)品都會(huì)有不同的設(shè)計(jì)，不同的設(shè)計(jì)適用于不同的用途，LED燈飾的可靠性設(shè)計(jì)方面包含：電氣安全、防火安全、適用環(huán)境安全、機(jī)械安全、健康安全、安全使用時(shí)間等因素。從電氣安全角度看，應(yīng)符合相關(guān)的國際、國家標(biāo)準(zhǔn)。由于LED是新產(chǎn)品，中國國家標(biāo)準(zhǔn)滯后，但國家提供產(chǎn)品合格測(cè)試。具有國際安全認(rèn)證(如GS、CE、UL等)及國家產(chǎn)品質(zhì)量合格證的LED燈飾價(jià)格要高，因?yàn)檫@些產(chǎn)品在安全設(shè)計(jì)上是可靠的。消費(fèi)者注意的是要認(rèn)真鑒別證書的真?zhèn)?，現(xiàn)在有國際安全認(rèn)證及國家產(chǎn)品合格證的廠家并不多。從健康方面，采用無毒材料設(shè)計(jì)的產(chǎn)品價(jià)格要高，特別是室內(nèi)LED燈飾，千萬別貪便宜選用有異味的LED燈飾，目前僅少數(shù)幾家LED廠家是用無毒材料生產(chǎn)，辨別的方法可以直接用鼻子分別，有臭味的產(chǎn)品比無臭味的價(jià)格更低很多。類似鉛、汞、鎘等毒素需專業(yè)人員分析。從適用環(huán)境安全看,有可靠的防塵防潮設(shè)計(jì),材料防火、防紫外線、防低溫開裂的LED產(chǎn)品的價(jià)格高。功能特點(diǎn)LED照明燈具有如下特點(diǎn)1、高純度，鮮艷豐富的色彩。目前LED產(chǎn)品幾乎覆蓋了整個(gè)可見光譜范圍，且色彩純度高。而獲得彩色光的傳統(tǒng)方式是白熾燈加濾光片，大大降低了光效。2、超長壽命。LED的實(shí)際壽命超過5萬小時(shí)，為一般光源的幾倍甚至幾十倍。3、光源中沒有水銀，光束中不含紫外線。LED是固體發(fā)光光源，綠色環(huán)保，特別適用于香 水店、珠寶店、博物館、美術(shù)館等專業(yè)場(chǎng)所，可滿足其展示商品對(duì)照明的特殊要求。4、固體發(fā)光，抗震性能好，牢固可靠。5、節(jié)能，經(jīng)濟(jì)，免維護(hù)。6、動(dòng)態(tài)的色彩控制，明暗可調(diào)，三原色的LED組合可采用PWM實(shí)現(xiàn)顏色的變化。7、LED有很強(qiáng)的發(fā)光方向性，光通量利用率高，且體積小，易于LED燈具的外觀設(shè)計(jì)和光強(qiáng)分布的控制。8、LED可采用直流低壓供電，安全可靠。9、LED不受啟動(dòng)溫度限制，可暫態(tài)啟動(dòng)，一般為幾個(gè)ms，且能暫態(tài)達(dá)到全光通量輸出。LED燈具有什么優(yōu)點(diǎn)(1)高節(jié)能節(jié)能能源無污染即環(huán)保。直流驅(qū)動(dòng)，超低功耗（單管0.030.06W）電光功率轉(zhuǎn)換接近1OO%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。(2)壽命長LED光源也被稱為長壽燈，意為永不熄滅的燈。LED光源為固體冷光源，用環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，使用壽命可達(dá)6萬10萬小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。(3)多變幻LED光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色愿理，在讓算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有256級(jí)灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256256256=16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多樣，可實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。(4)利環(huán)保LED光源的環(huán)保效果更佳。光譜中沒有紫外線和紅處線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染，不含汞元素；冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源(5)高新尖與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LED光源是低壓微電子產(chǎn)品，其成功融合了計(jì) 算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，所以也是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導(dǎo)體光電器件“高新尖”技術(shù)，具有在線編程、無限升級(jí)、靈活多變的特點(diǎn)。(6)體積小LED基本上是一塊很小的芯片被封裝在環(huán)氧樹脂里，所以它非常小、非常輕。(7)高亮度、低熱量LED發(fā)展歷史基礎(chǔ)研究階段1907年，Henry Joseph Round發(fā)現(xiàn)了碳化硅的電致發(fā)光現(xiàn)象，但由于當(dāng)時(shí)發(fā)光太暗，不適合實(shí)際應(yīng)用，便放棄了研究。到了20世紀(jì)20年代晚期，Bernhard Gudden和Robert Wichard 在德國用從鋅硫化物與銅中提煉的黃磷來發(fā)光，再一次因發(fā)光暗淡而停止研究。1936年，George Destiau 出版了一個(gè)關(guān)于硫化鋅粉未來發(fā)光的報(bào)告。隨著研究的深入，最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”這個(gè)術(shù)語。20世紀(jì)50年代，英國科學(xué)家在電致發(fā)光的實(shí)驗(yàn)中使用半導(dǎo)體砷化鎵發(fā)明了第一個(gè)具有現(xiàn)代意義的LED,并于20世紀(jì)60年代面世。據(jù)說在早期的試驗(yàn)中，LED需要放置在液化氮里，而且需要進(jìn)一步的操作與突破以便能使LED高效地在室溫下工作。1962年，GE、Monsanto、IBM 的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出了發(fā)紅光的磷砷化鎵（GaAsP）半導(dǎo)體化合物，從此可見發(fā)光二極管步入了商業(yè)化的發(fā)展歷程。1965年，全球第一款商業(yè)化發(fā)光二級(jí)管誕生，它是用鍺材料做成的可發(fā)出紅外光的LED,當(dāng)時(shí)的單價(jià)約為45美元。其后不久，Monsanto和惠普公司推出了用GaAsp材料制作的商業(yè)化紅色LED。這種LED的效率大約為0.1 lm/w,比一般的60-100白織燈的15 lm/w要低100多倍。1968年，LED的研發(fā)取得了突破性進(jìn)展，利用氮摻雜工藝使GaAsP器件的效率達(dá)到了1 lm/w，并且能夠發(fā)出紅光、橙光和黃光。 顯示應(yīng)用階段到了20世紀(jì)70年代，磷化鎵被用作光源，隨后就發(fā)出灰白綠光。LED采用雙層磷化鎵芯片（一個(gè)紅色、一個(gè)綠色）能夠發(fā)出黃光。與此同時(shí)，蘇聯(lián)科學(xué)家利用金剛砂制造出能發(fā)出黃光的LED,此時(shí)它尚不如歐洲的LED高效。隨后業(yè)界又推出有同等效率的GaP 綠色芯片LED。LED的研究開發(fā)己被普及，這也導(dǎo)致LED的價(jià)格直線下跌，使LED器件在家庭與辦公設(shè)備中得到大量應(yīng)用，LED在那個(gè)時(shí)代主打的是數(shù)字與文字顯示，日本日亞化學(xué)公司對(duì)LED技術(shù)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，其具有代表性的科學(xué)家是中村修二。1988年日亞化學(xué)公司資助中村修二到美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)研究金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積法(MOCVD)，1989年又從日本酸素株式會(huì)社購買了一臺(tái)MOCVD設(shè)備供中村修二研究。技術(shù)的突破首先從被稱為氮化物之父的名古屋大學(xué)赤崎勇教授開始，他利用MOCVD在低溫下生長出了氮化鋁緩沖層，而后在高溫下生長氮化鎵。隨后，中村修二在1991年利用低溫生長非結(jié)晶氮化鎵緩沖層，再以高溫成長氮化鎵結(jié)晶。1989年，赤崎勇教授利用電子束照射得到P型氮化鎵，之后中村修二直接利用熱退火完成P型氮化鎵的制作。這樣，困擾氮化物半導(dǎo)體的兩個(gè)重大難題先后被赤崎勇和中襯修二攻克，從此建立了今天氮化物半導(dǎo)體在白光LED中的核心地位。1991年，日亞公司研制成功同質(zhì)結(jié)GaN基藍(lán)光LED，峰值波長430nm，光譜半寬55nm，其光輸出功率為當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上SiC LED的10倍，外量子效率約為0.18%。1995年，日亞化學(xué)公司又研制成功InGaN/AIGaN雙異質(zhì)結(jié)的燭光級(jí)超高亮度藍(lán)色LED，在20mA的正向電流下，輸出功率為1.5mW，外量子效率為2.7%，波長和半寬分別為450nm和70nm。1997年，Schlotter和Nakamura等人先后發(fā)明了用藍(lán)光管芯加黃光熒光粉封裝成白光LED的技術(shù)。氮化鎵LED之后科學(xué)界隨即又制造出能產(chǎn)生高強(qiáng)度綠光和藍(lán)光的銦氮鎵LED。超亮度藍(lán)光芯片是白光LED的核心，在這個(gè)發(fā)光芯片上抹上熒光粉，然后熒光粉通過吸收來自芯片的藍(lán)色光源再轉(zhuǎn)化為白光。利用這種技術(shù)能制造出任何可見顏色的光。2001年，Kafmann等人用UV LED激發(fā)三基色熒光粉得到白光LED。 照明應(yīng)用階段2006年，Cree公司宣布推出一款新的冷白光LED“XP.G”，發(fā)光效率和亮度都創(chuàng)下新的紀(jì)錄，其在驅(qū)動(dòng)電流為350mA時(shí)，光通量達(dá)139 lm，發(fā)光效率為132lm/W，亮度和光效分別比Cree公司最亮的XR-E LED提高37%和53%，被稱為“業(yè)界最亮且具有最高效率的照明級(jí)LED”。2007年,日亞公司發(fā)布了新型LED，該實(shí)驗(yàn)型產(chǎn)品在順向電流為350mA的條件下，光通量可達(dá)145 lm,發(fā)光效率約為134 lm/W，芯片的大小為lmm2，色溫為4988K(在I=20mA的情況下，發(fā)光效率更高達(dá)169 lm/W)。2007年,美國的Cree公司在SiC襯底上生長雙異質(zhì)結(jié)，SiC襯底可以把GaN基LED的金屬電極制造在襯底的底部,電流能夠通過低阻導(dǎo)電襯底的垂直流動(dòng)，也為發(fā)展其他光電子器件奠定了基礎(chǔ)。同年，日亞化學(xué)公司發(fā)布了下一代高功率白光LED, 350mA電流輸入時(shí)光通量為145 lm，發(fā)光效率為134 lm/W.實(shí)現(xiàn)白色LED高效化的原因是實(shí)現(xiàn)了所用的藍(lán)色LED芯片的高效化。該藍(lán)色LED在350mA驅(qū)動(dòng)時(shí)的光功率為65lm/W，波長為444nm，外部量子效率為66.5%。2008年，大益光電選用臺(tái)灣進(jìn)口晶元芯片，白光發(fā)效率穩(wěn)定在為120 lm/W。并訊速應(yīng)用在工業(yè)LED照明領(lǐng)域，并在全球設(shè)立營銷點(diǎn)，開拓LED領(lǐng)域的新紀(jì)元。目前LED的各項(xiàng)指標(biāo)仍在不斷的發(fā)展當(dāng)中，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，對(duì)LED燈珠的要求也漸漸多樣化。同時(shí)，技術(shù)的進(jìn)步不僅體現(xiàn)在參數(shù)指標(biāo)上，成本也在下降，但走進(jìn)普通家庭仍需時(shí)間去沉淀。 中國LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中國LED產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)70年代。經(jīng)過30多年的發(fā)展，中國LED產(chǎn)業(yè)已初步形成了包括LED外延片的生產(chǎn)、LED芯片的制備、LED芯片的封裝以及LED產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。在“國家半導(dǎo)體照明工程”的推動(dòng)下，形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚(yáng)州和石家莊七個(gè)國家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地。長三角、珠三角、閩三角以及北方地區(qū)則成為中國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的聚集地。目前，中國半導(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、照明應(yīng)