LED照明发展史以及应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2024/10/9,1,LED,照明基础,2024/10/9,2,LED,照明基础,内容简介,LED,的发展史,LED,的现况,LED,的特性,LED,在产品设计,2024/10/9,3,什么是,LED,LED,的全称,Light Emitting Diode,即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。,LED,可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。,2024/10/9,4,照明发展史,2024/10/9,5,LED,的发展史,1907,年,Henry Joseph Round,第一次观察到场致发光现象。,1936,年,George Destiau,第一场使用场致发光这个术语。,60,年代初，试验中，,LED,需要置放在液化氮中,第一个商业,LED,仅仅只能发出不可见的红外线，但是迅速应用于感光与光电领域。,60,年代末，在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光,LED,70,年代中，采用双层磷化稼能够发出黄色光。,70,年代末，,LED,出现绿色光。,90,年代中，,LED,最终出现蓝色光。,90,年代末白光的,LED,开发成功,目前,LED,已经可以发出紫外光。,除此以外，,LED,的光通量也在与日俱增，最新的实验室数据是,186lm/W,高节能,光源方向性好,光色多,安全性高 环保,寿命长,光源快速响应,灯具结构合理,运行成本低,橙光 绿光 蓝光 统称为色光，主要应用在指示或装饰方面,白光又可细分为暖白 中性白 冷白。,白光是我们照明行业主要用到的光源。,2024/10/9,14,。,InGaN(,蓝,)/,红荧光粉,+,绿荧光粉,色温可达到,3000K-6000K,Ra,达到,82-87,。,InGaN(,紫外,)/(,红,+,绿,+,蓝,),荧光粉,此类白光,LED,其,Ra,大于等于,90,但发光效率还不够理想,强,I,：发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量。单位：坎德拉（,cd,）。,3.,照 度,E,：发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。单位：勒克斯（,Lux,）,=,流明,Lm/,面积,m2,。,4.,亮 度,L,：发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量。单位：尼脱（,mcd,）。,5.,光 效,：电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示。单位：每瓦流明（,Lm/w,）。,6.,平均寿命,：指一批灯至,50%,的数量损坏时的小时数。单位：小时（,h,）。,2024/10/9,22,LED,常用词汇总结,7.,经济寿命,：在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下，其综合光束输出减至特定的小时数。室外的光源为,70%,，室内的光源为,80%,。,8.,色 温,：光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。光源色温不同，光色也不同，色温在,3000k,以下有温暖的感觉，达到稳重的气氛；色温在,3000k-5000k,为中间色温，有爽快的感觉；色温在,5000k,以上有冷的感觉。单位：,K,。,9.,显色性,：光源的显色性是由显色指数来表明，它表示物体在光下颜色比基准光（太阳能）照明时颜色的偏离能较全面反映光源的颜色特性。要正确表现物体本来的颜色需使用显色指数高的光源。单位：,Ra,。,10.,眩光,：视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，则可以造成视觉不舒适称为眩光，眩光是影响照明质量的重要因素。,2024/10/9,23,LED,特性,LED,的电学特性,LED,的光学特性,LED,的热特性,。,（,4,）反向击穿区,m,响应时间,是,LED,点亮与熄灭所延迟的时间。,响应时间,主要取决于载流子寿命、器件的结电容及电路阻抗。,LED,点亮时间,指接通电源使发光亮度达到正常的,10%,开始，一直到发光亮度达到正常值的,90%,所经历的时间。,LED,熄灭时间,指正常发光减弱至原来的,10%,所经历的时间。,不同材料制得的,LED,响应时间,各不相同,2024/10/9,27,LED,光特性,发光强度 是表征发光器件发光强弱的重要性能。,LED,大量应用要求是圆柱、圆球封装，由于凸透镜的作用，故都具有很强指向性：位于法向方向光强最大，其与水平面交角为,90,。当偏离正法向不同,角度，光强也随之变化。,发光强度随着不同封装形状而强度依赖角方向。,发光强度的角分布,是描述,LED,发光在空间各个方向上光强分布。它主要取决于封装的工艺，透镜的材料，透镜的曲率，芯片周围的反光杯。,=460,465nm,2,绿光,GaP:N,发光谱峰,p=550nm,3,红光,GaP:Zn-O,发光谱峰,p=680,700nm,4,红外,GaAs,发光谱峰,p=910nm,5 Si,光敏光电管,通常作光电接收用,6,标准钨丝灯,峰值波长 质心波长,的积分,测量可对待测,LED,的自吸,进行修正。,104,小时后，先后测得,BO,，,Bt=100010000,，代入,Bt=BO e-t/,求出,；再把,Bt=1/2BO,代入，可求出寿命,t,。,长期以来总认为,LED,寿命为,106,小时，这是指单个,LED,在,e=20mA,下。随着功率型,LED,开发应用，国外学者认为以,LED,的光衰减百分比数值作为寿命的依据。如,LED,的光衰减为原来,35%,，寿命,6000h,。,2024/10/9,43,LED,热学特性,LED,的光学参数与,pn,结结温有很大的关系。一般工作在小电流,IF,10mA,，或者,1020 mA,长时间连续点亮,LED,温升不明显。若环境温度较高，,LED,的主波长或,p,就会向长波长漂移，,BO,也会下降，尤其是点阵、大显示屏的温升对,LED,的可靠性、稳定性影响应专门设计散射通风装置。,LED,的主波长随温度关系可表示为,p,（,T,）,=0,（,T0,）,+Tg0.1nm/,由式可知，每当结温升高,10,，则波长向长波漂移,1nm,，且发光的均匀性、一致性变差。这对于作为照明用的灯具光源要求小型化、密集排列以提高单位面积上的光强、光亮度的设计尤其应注意用散热好的灯具外壳或专门通用设备、确保,LED,长期工作。,2024/10/9,44,LED,热学特性,LED,测量的环境温度一般为,Tamb,25,o,C,。,随着温度的增加，,LED,波长的中心会发生蓝移或红移,随着温度的增加，,LED,的光强将会减小,列采用高亮度,LED,，而车厂中，丰田汽车也率先将仪表板的背光板换成高亮度,LED,，其他各车厂新车，也在陆续采用。,2024/10/9,51,LED,应用,LED,背光板,2024/10/9,52,LED,应用,装饰：可广泛应用在发光立体字；建筑景观外观发光体；高架、高楼、公路、桥梁、地标、标志建筑发光源；广告立体字、标志、标识、指示光源；商业空间、机场、建筑工程、地铁、医院、饭店、白货商场、广场、餐馆、,PUB,设计灯光；汽车、运输、轮船、宣传指示警示光源；电脑、手机、通信、滑鼠、信号传输应用光源,2024/10/9,53,LED,应用,2024/10/9,54,LED,应用,2024/10/9,55,LED,应用,照明 由于,LED,光源具有抗震性、耐候性、密封性好，以及热辐射低、体积小、便于携带等特点，可广泛应用于防爆、野外作业、矿山、军事行动等特殊工作场所或恶劣工作环境之中。,2024/10/9,56,LED,应用,2024/10/9,57,LED,应用,LED,顶灯,LED,路灯,Pressure Sodium,LED,2024/10/9,61,LED,应用效果,LED:0.6kw;no UV,IR,Halogen:2.5kw,Wattage=36W,金卤灯,Total Wattage 158 to 237W,2024/10/9,64,谢谢！,