LED节能灯的发光原理

LED节能灯的发光原理
 节能灯的两极是普通的钨丝.钨丝通电发热后,就能发射出电子.在灯管两侧加上比较高的电压,形成电场,这些电子就会在灯管里被加速,形成有一定速度和能量的电子流. 灯管是被抽成真空的,里面充有汞,就是我们称为的水银。
 在灯管通电发热的情况下,这些水银从液态蒸发就变成了气态.形成游离状态的汞原子。电子流中的电子以一定速度打在汞原子上,使汞原子受到激发,变成激发状态的电离子.称为发生了阶跃,激发状态的汞过了很短的时间就自发地回落到原来的状态,同时释放出紫外线光,紫外线光不能用来照明.于是我们在灯管的内壁涂了一些荧光物质,在紫外线光的轰击下,荧光物质受到激发以后,就能发出比较自然的光线, 可用于我们照明。
 市面上较常见的节能灯管有一般的普通灯管及渐为主流的三基灯管,和白炽灯泡相比都有省电的优点。所不同的是普通灯管的显性偏低,而三基的灯管则呈现出自然的阳光,并且在显性及光效率上都更胜过一般的普通灯管。从上面我们就可以知道,汞在节能灯管中是起中介作用的,没有汞节能灯就不会发光。每支灯管里的汞是很少的。
 据查:一支管径为36毫米的粗管径荧光灯含汞量在25~45毫克,一支管径为26毫米的细管径荧光灯含汞量为20毫克,一支管径为10毫米的紧凑型荧光灯含汞量为10毫克。汞在常温下呈液态,是一种易流动的银白液态金属。汞在荧光灯管里作为气体放电介质而存在,不但提高了灯的光效,而且丰富了光源的种类。所以目前的节能灯光源都含有汞。由于汞的沸点很低,在常温下即可蒸发,废弃的荧光灯管破碎后,立即向周围散发汞蒸气,瞬时可使周围空气中的汞浓度达到每立方米10~20毫克,国家规定的汞在空气中的最高允许浓度为每立方米毫克。它还可以随着空气而流动.一旦进入人体的汞超过某一阈值,就会破坏人的中枢神经系统,造成对身体的极大危害。汞进入人体后很难被排除。笔者工厂的工人有十多年没有接触汞了,但现在检查身体汞的含量仍然很高,而且随时都还在打排汞针。所以笔者对节能灯有种本能的恐惧。其实含汞照明灯在使用过程中一般没有什么污染,污染主要是报废后电光源被随意丢弃,破裂造成汞扩散到空气中,危害人体健康,污染环境。由于回收困难和回收价值太低,加之它还有许多的其它弊病,所以唯一的办法就是淘汰它。亿目
中国LED产业的发展
中国LED产业起步于20世纪70年代。经过30多年的发展,中国LED产业已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下,形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七个国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。
南京梧桐树事件  目前,中国半导体照明产业发展向好,外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。2007年中国LED应用产品产值已超过300亿元,已成为LED全彩显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品世界最大的生产和出口国,新兴的半导体照明产业正在形成。国内在照明领域已经形成一定特,其中户外照明发展最快,已有上百家LED路灯企业并建设了几十条示范道路,但国内在大尺寸LCD背光和汽车前照灯方面仍显落后。
2008年北京奥运会对LED照明的集中展示让人们对LED有了全新的认识,有力推动了中国半导体照明产业的发展。当前中国半导体产业产业大而不强,核心竞争力仍有待于进一步提升。对国内企业而言,壮大规模、提高产品质量与技术水平是首要任务,提高未来取得大厂专利授权时的要价能力,或逐步通过研发突破核心专利。
LED照明灯具有如下特点
1、高纯度,鲜艳丰富的彩。目前LED产品几乎覆盖了整个可见光谱范围,且彩纯度高。      而获得彩光的传统方式是白炽灯加滤光片,大大降低了光效。
2、超长寿命。LED的实际寿命超过5万小时,为一般光源的几倍甚至几十倍。
3、光源中没有水银,光束中不含紫外线。LED是固体发光光源,绿环保,特别适用于香  水店、珠宝店、博物馆、美术馆等专业场所,可满足其展示商品对照明的特殊要求。
4、固体发光,抗震性能好,牢固可靠。
5、节能,经济,免维护。
6、动态的彩控制,明暗可调,三原的LED组合可采用PWM实现颜的变化。
7、LED有很强的发光方向性,光通量利用率高,且体积小,易于LED灯具的外观设计和光强分布的控制。
8、LED可采用直流低压供电,安全可靠。
9、LED不受启动温度限制,可暂态启动,一般为几个ms,且能暂态达到全光通量输出。
LED灯具有什么优点
1,节能. 白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10,节能灯的1/4.
2,长寿. 寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓\"一劳永逸\".
3,可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉.
4,固态封装,属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装,可以被装置在任何微型和封闭的设备中,不怕振动,基本上用不着考虑散热。
5,LED灯具技术正日新月异的在进步,它的发光效率正在取得惊人的突破,价格也在不断的降低。一个白光LED灯具进入家庭的时代正在迅速到来。
6,环保,没有汞的有害物质。LED灯的组装部件可以非常容易的拆装,不用厂家回收都可以通过其它人回收。
总结:很明显,只要LED灯具的成本随led技术的不断提高而降低。节能灯及白炽灯必然会被LED灯具所取代。目前国家越来越重视照明节能及环保问题,已经在大力推行使用LED灯具了。特别是政府改造路灯项目首先就是LED路灯,就指明得用LED路灯可见LED灯具替代节能灯、白炽灯的势头。
LED 的结构及发光原理
生命的奔流
50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识,第一个商用二极管产生于 1960 年。 LED 是英文 light emitting diode (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,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 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 结加反向电压,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的光
线,光的强弱与电流有关
LED发展现状
当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,节约能源是我们未来面临的重要的问题,在照明领域,LED发光产品的应用正吸引着世人的目光,LED作为一种新型的绿光源产品,必然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。
  中国LED产业起步于20世纪70年代。经过30多年的发展,中国LED产业已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下,形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七个国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。
  目前,中国半导体照明产业发展向好,外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。2007年中国LED应用产品产值已超过300亿元,
爱尔朗分布
已成为LED全彩显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品世界最大的生产和出口国,新兴的半导体照明产业正在形成。国内在照明领域已经形成一定特,其中户外照明发展最快,已有上百家LED路灯企业并建设了几十条示范道路,但国内在大尺寸LCD背光和汽车前照灯方面仍显落后。
  2008年北京奥运会对LED照明的集中展示让人们对LED有了全新的认识,有力推动了中国半导体照明产业的发展。当前中国半导体产业产业大而不强,核心竞争力仍有待于进一步提升。对国内企业而言,壮大规模、提高产品质量与技术水平是首要任务,提高未来取得大厂专利授权时的要价能力,或逐步通过研发突破核心专利。
LED发展趋势
LED被称为第四代照明光源或绿光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。近年来,世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”,欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下,2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。
全球知名LED制造商排名
1,NICHIA
日亚化学,著名LED芯片制造商,日本公司,成立于1956年,开发出世界第一颗蓝LED(1993年) ,世界第一颗纯绿LED(1995年),在世界各地建有子公司。 astm
2,CREE
著名LED芯片制造商,美国公司,产品以碳化硅(SiC),氮化镓(GaN),硅(Si)及相关的化合物为基础,包括蓝,绿,紫外发光二极管(LED),近紫外激光,射频(RF)及微波器件,功率开关器件及适用于生产及科研的碳化硅(SiC)晶圆片
3,OSRAM
OSRAM 是世界第二大光电半导体制造商,产品有照明,传感器,和影像处理器。公司总部位于德国,研发和制造基地在马来西亚,约有3400名员工,2004年销售额为亿欧元。
OSRAM最出名的产品是LED,长度仅几个毫米,有多种颜,低功耗,寿命长
4,Toyoda Gosei
Toyoda Gosei 丰田合成,总部位于日本爱知,生产汽车部件和LED,LED约占收入10%,
远南运动会丰田合成与东芝所共同开发的白光LED,是采用紫外光LED与萤光体组合的方式,与一般蓝光LED与萤光体组合的方式不同。
5,Agilent
作为世界领先的LED供应商,其产品为汽车、电子信息板及交通讯号灯、工业设备、蜂窝电话及消费产品等为数众多的产品提供高效、可靠的光源。这些元件的高可靠性通常可保证在设备使用寿命期间不用再更换光源。安捷伦低成本的点阵LED显示器、品种繁多的七段码显示器及安捷伦LED光条系列产品都有多种封装及颜供选择
6,TOSHIBA
东芝半导体是汽车用LED的主要供货商,特别是仪表盘背光,车子电台,导航系统,气候控制等单元。使用的技术是InGaAlP,波长从560nm(pure green)到630nm(red)。近
期,东芝开发了新技术 UV+phosphor(紫外+荧光),LED芯片可发出紫外线,激发荧光粉后组合发出各种光,如白光,粉红,青绿等光。

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