我們每天家里使用的LED燈具已經(jīng)慢慢取代了白熾燈和節(jié)能燈，成為日常照明工具的主流。為什么會這樣？因為兩者相較，有著大量的優(yōu)勢。
一、LED燈具原理
LED(Light Emitting Diode)，全名叫發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)半導(dǎo)體器件。LED發(fā)光部件由兩部分組成，一部分叫P型半導(dǎo)體，里面以空穴為主;另一部分叫N型半導(dǎo)體，里面以電子為主。兩部分連接在一起的結(jié)構(gòu)叫做P-N結(jié)。通電以后，N型半導(dǎo)體里的電子就會移動到P型半導(dǎo)體里填充空穴，產(chǎn)生的能量以光的形式釋放出來。發(fā)光的顏色取決于制作半導(dǎo)體的材料。
如今日常照明常用的白光LED，一般是將發(fā)出藍(lán)光的GaN(氮化鎵)半導(dǎo)體芯片，用混合有YAG(釔鋁石榴石)黃色熒光粉的樹脂封裝起來。YAG熒光粉吸收了芯片發(fā)出的藍(lán)光，轉(zhuǎn)而發(fā)出黃光，再與剩余的藍(lán)光混合，就形成了人眼看到的白光。
藍(lán)光芯片結(jié)合黃色熒光粉原理的LED，技術(shù)成熟，生產(chǎn)規(guī)模大，成本低，是目前最常見的LED發(fā)光技術(shù)。其他發(fā)光技術(shù)還有藍(lán)光芯片結(jié)合紅綠色熒光粉、紫光芯片結(jié)合紅綠藍(lán)色熒光粉、紅綠藍(lán)三色芯片混合發(fā)光三種。
二、照明歷史大事記
1879年，愛迪生發(fā)明了第一盞白熾燈，人類照明進(jìn)入電燈時代。
1938年，熒光燈(節(jié)能燈)問世。
1959年，鹵素?zé)魡柺馈?/span>
1961年，高壓鈉燈問世。
1969年，第一盞LED燈問世。當(dāng)時使用的材料是GaAsP，發(fā)紅光。
1976年，隨著新材料的引入，發(fā)綠光和黃光的LED問世，光效也有了一定的提高。
1980年代，GaAlAs材料問世，使得紅色LED的光效大幅提高，并開始應(yīng)用于交通信號燈和汽車剎車燈，展現(xiàn)出了良好的節(jié)能效果。
1990年代初，發(fā)紅光、黃光的GaAlInP和發(fā)綠、藍(lán)光的GaInN兩種新材料開發(fā)成功，使LED的光效再次大幅度提高。
1993年，日本科學(xué)家中村修二發(fā)明了以GaN為材料的高功率藍(lán)光LED芯片，使得LED集齊了紅綠藍(lán)三基色，補上了LED用于日常照明的最后一塊拼圖。中村修二也憑借此項發(fā)明獲得2014年諾貝爾物理學(xué)獎。
1999年，GaN藍(lán)光LED芯片與YAG黃色熒光粉相結(jié)合的商用照明LED燈具問世。LED照明時代正式開啟。
三、LED燈具的優(yōu)點
LED燈具的原理決定了，其相比傳統(tǒng)的白熾燈和節(jié)能燈，各方面都具有無可比擬的優(yōu)點。主要優(yōu)點有以下這些：
節(jié)能。LED作為一種將電能直接轉(zhuǎn)化為光能的發(fā)光器件，能量轉(zhuǎn)化效率高。同等亮度下，能耗僅為白熾燈的10%，節(jié)能燈的25%。不同燈具的能量轉(zhuǎn)化效率
壽命長。經(jīng)過良好散熱設(shè)計，采用優(yōu)質(zhì)加工工藝的LED燈具，使用壽命可達(dá)5萬小時以上，遠(yuǎn)超白熾燈的1000小時和節(jié)能燈的8000小時。對于普通家庭來說，一次安裝基本相當(dāng)于一勞永逸。
抗沖擊。LED燈具不含燈絲，一般不含有玻璃燈泡和燈管，不用擔(dān)心磕碰損壞的問題。
環(huán)保。LED燈具不含汞等有害物質(zhì)，不像節(jié)能燈含汞會污染環(huán)境。
安全：LED燈具采用低壓供電，工作過程中發(fā)熱少，不產(chǎn)生紫外線和紅外線輻射，對人體無傷害。
靈活。LED芯片可以用于燈帶、筒射燈、吸頂燈、吊燈、臺燈等各種種類和形狀的燈具，能夠滿足各類家裝照明、辦公照明、戶外照明等多樣化的設(shè)計需求。
可調(diào)節(jié)。LED燈通過改變電流，就能實現(xiàn)調(diào)光調(diào)色功能，滿足未來智能照明的需求。
隨著全自動化機械封裝、機械貼片工藝的普及，LED燈具產(chǎn)品擺脫了過去可靠性低下的手工焊接模式，質(zhì)量品控得到了保證，同時生產(chǎn)成本也得以進(jìn)一步降低。機械貼片工藝能夠確保LED芯片與散熱底座牢固相連，提高了產(chǎn)品散熱性能，使用壽命得到了充分的保證。
現(xiàn)如今，Ra>90的LED燈具產(chǎn)品已經(jīng)十分常見。顯色指數(shù)也已經(jīng)不再是LED產(chǎn)品的缺點，今后隨著紫光LED芯片結(jié)合紅綠藍(lán)熒光粉技術(shù)的普及，LED燈具的發(fā)光質(zhì)量也能達(dá)到接近自然光的水準(zhǔn)。
相比過去的白熾燈和節(jié)能燈，LED燈在各個方面都具有非常顯著的優(yōu)點。而隨著技術(shù)的進(jìn)步，早期LED燈的缺點也早已被克服。未來，LED燈具的優(yōu)勢只會越發(fā)凸顯，21世紀(jì)將是LED照亮的世紀(jì)。
