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时间:2018-08-01
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1、LED灯洪水猛兽还是诺亚方舟——LED灯评估方案姓名:学号:班级:学院:指导老师:2010年5月22日金融危机下,政府通过各种投资或消费拉动经济,节能减排成为大趋势,照明产品是国民经济发展和人民生活的必需品,随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,对照明产品的需求日益增长。LED(LightEmittingDiode)照明作为一种全新的照明技术,具有高亮度,低能耗,长寿命、色彩丰富、安全环保等特性,是近年来全球最具发展前景的高技术领域之一,LED在照明领域的应用将孕育和催生新的光源革命。一.LED灯
2、简介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。半导体晶片由三部分组成,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,中间通常是1至5个周期的量子阱。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子和空穴就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED
3、发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。LED历史50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识,1962年,通用电气公司的尼克•何伦亚克(NickHolonyakJr.)开发出第一种实际应用的可见光发光二极管。LED是英文lightemittingdiode(发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,即固体封装,所以能起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由P型半导体和
4、N型半导体组成的晶片,在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为P-N结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN结施加反向电压时,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。LED最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光
5、色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命、低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998年白光的LED开发成功。这种LED是将GaN
6、芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射,峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。现在,对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光L
7、ED得到白光的方法,构造简单、成本低廉、技术成熟度高,因此运用最多。二.LED产品市场应用现状与前景 2008年LED产品在各主要应用领域销售额分布统计显示:建筑景观为我国LED最大的应用领域,占总市场份额的28%;LED显示屏与家电显示为国内LED第二大应用领域,占总市场份额的27%;手机、电脑笔记本等中小尺寸背光源为第三大应用领域,占总市场份额的22%;交通信号灯、汽车灯、特种照明灯等各类应用占有一定市场份额. 景观照明:半导体照明具有省电、富于变化、色彩亮丽、寿命长等显着特点,正在景观照明工
8、程中得到广泛应用.2008年国内景观及装饰照明市场规模为130亿元,仅北京奥运会LED景观照明的应用就近5亿元.随着上海2010年世博会建设以及城市化进程加快,LED在景观照明领域的应用将进一步加大比重. LED显示屏:2008年LED显示屏市场规模约100亿元.随着北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等重大赛会的举办和筹备,体育场馆、机场、车站、银行、医院、公共广场、商业场所、居民社区的大面积应用,LED显示屏的市场应用空间不断扩大. 家电数码显示及指示:2008年
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