在愛(ài)迪生1879年發(fā)明碳絲白熾燈后,照明技術(shù)便進(jìn)入了嶄新的時(shí)代;仡20世紀(jì)的照明史,熒光燈、汞燈、高/低壓鈉燈、金屬鹵化物燈、緊湊型熒光燈、高頻無(wú)極熒光燈以及微波硫燈等新光源層出不窮。白熾燈的缺陷是鎢絲加熱耗電大,燈泡易碎,而且容易使人觸電。熒光燈雖說(shuō)比白熾燈節(jié)電節(jié)能,但對(duì)人的視力不利,燈管內(nèi)的汞有害于人體和環(huán)境。真正引發(fā)照明技術(shù)發(fā)生質(zhì)變的還是LED。與傳統(tǒng)照明技術(shù)相比,LED的最大區(qū)別是結(jié)構(gòu)和材料不同,它是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的半導(dǎo)體.
LED屬于全固體冷光源,體積更小,質(zhì)量更輕,結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固,而且工作電壓低,實(shí)用壽命長(zhǎng)。按照通常的光效定義,LED的發(fā)光效率并不高,但由于LED的光譜幾乎全部集中于可見(jiàn)光頻段,效率可達(dá)80%~90%。而同等光效的白熾燈的可見(jiàn)效率僅為10%~20%,單體LED的功率一般為0.05~1W,通過(guò)集群方式可以滿足不同需求。
一、LED光源特點(diǎn)
1、新型綠色環(huán)保光源:LED運(yùn)用冷光源,眩光小,無(wú)輻射,使用中不產(chǎn)生有害物質(zhì)。LED的工作電壓低,采用直流驅(qū)動(dòng)方式,超低功耗,電光功率轉(zhuǎn)換近100%,在相同照明效果下比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。LED的環(huán)保效益更佳,光譜中沒(méi)有紫外線和紅外線,而且廢棄物可回收,沒(méi)有污染,不含汞元素,可以安全觸摸.
2、壽命長(zhǎng):LED作為固體冷光源, 環(huán)氧樹(shù)脂封裝,抗震動(dòng),燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部件,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(wàn)-10萬(wàn)小時(shí),是傳統(tǒng)光源使用壽命的10倍以上。
3、多變換:LED光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理,在計(jì)算機(jī)的控制下使用三種顏色具有256級(jí)灰色并任意混合,即可產(chǎn)生256×256×256(16777216)種顏色,形成不同光色的組合。LED組合的光色變化多端,可實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖象。
4、高新技術(shù):與傳統(tǒng)光源的發(fā)光效果相比,LED光源是低壓微型電子產(chǎn)品,成功地融合了計(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。
二、綠色環(huán)保
不含汞、鉛等對(duì)環(huán)境污染很大的重金屬,發(fā)光時(shí)會(huì)產(chǎn)生紫外線,因此LED照明不會(huì)象傳統(tǒng)的燈具那樣有很多蚊蟲(chóng)圍繞在光源旁使環(huán)境變得更加干凈衛(wèi)整潔;金屬殼恒流驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)使產(chǎn)品電能轉(zhuǎn)換成光效率非常高。
獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
(一)節(jié)約能源:LED的光譜幾乎全部集中于可見(jiàn)光頻段,其發(fā)光效率可達(dá)80―90%。筆者還把LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈做了一番比較,結(jié)果顯示:普通白熾燈的光效為12lm/w,壽命小于2000小時(shí),螺旋節(jié)能燈的光效為60lm/w,壽命小于8000小時(shí),T5熒光燈則為96Alm/w,壽命大約為10000小時(shí),而直徑為5毫米的白光LED為20―28lm/w,壽命可大于100000小時(shí)。有人還預(yù)測(cè),未來(lái)的LED壽命上限會(huì)無(wú)窮大。
一般人都認(rèn)為,節(jié)能燈可節(jié)能4/5是偉大的創(chuàng)舉,但LED比節(jié)能燈還要節(jié)能1/4,這是固體光源更偉大的改革。除此之外,LED還具有其他優(yōu)勢(shì),光線質(zhì)量高,基本上無(wú)輻射,屬于典型的綠色照明光源;可靠耐用,維護(hù)費(fèi)用極為低廉等等。正因?yàn)長(zhǎng)ED具有以上其他固體光源還無(wú)法匹敵的特點(diǎn),10年后LED會(huì)是照明行業(yè)的主流光源。
(二)安全環(huán)保:LED的工作電壓低,多為1.4―3V;普通LED工作電流僅為10mA,超高亮度的也不過(guò)1A。LED在生產(chǎn)過(guò)程中不要添加“汞”,也不需要充氣,不需要玻璃外殼,抗沖擊性好,抗震性好,不易破碎,便于運(yùn)輸,非常環(huán)保,被稱(chēng)為”綠色能源”。
(三)使用壽命長(zhǎng):LED體積小、重量輕,外殼為環(huán)氧樹(shù)脂封裝,不僅可以保護(hù)內(nèi)部芯片,還具有透光聚光的能力。LED使用壽命普遍在5萬(wàn)―10萬(wàn)小時(shí)之間,因?yàn)長(zhǎng)ED是半導(dǎo)體器件,即使是頻繁的開(kāi)關(guān),也不會(huì)影響到使用壽命。目前家用照明主要使用的是白熾燈、熒光燈及節(jié)能熒光燈。
(四)響應(yīng)速度快:LED的響應(yīng)頻率fτ與注入少數(shù)載流子的壽命τmc有關(guān),如GaAs材料制成的LED,其τmc一般在1―10ns 范圍內(nèi),則響應(yīng)頻率約為16―160MHz,這樣高的響應(yīng)頻率對(duì)于顯示6.5MHz的視頻信號(hào)來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了,這也是實(shí)現(xiàn)視頻 LED大屏幕的關(guān)鍵因素之一。
目前,LED響應(yīng)時(shí)間最低的已達(dá)1微秒,一般的多為幾個(gè)毫秒,約為普通光源響應(yīng)時(shí)間的1/100。因此可用于很多高頻環(huán)境,如汽車(chē)剎車(chē)燈或狀態(tài)燈,可以縮短車(chē)后車(chē)輛的剎車(chē)時(shí)間,從而提高安全性。
(五)發(fā)光效率高:白熾燈、鹵鎢燈的光效為12-24lm/w(流明/瓦),熒光燈的光效為50―70lm/w,鈉燈的光效為90―140lm/w,大部分的耗電變成熱量損耗。而LED的光效經(jīng)改善后可達(dá)到50―200lm/w,且光的單色性好、光譜窄,無(wú)需過(guò)濾就可直接發(fā)出有色可見(jiàn)光。
(六)LED元件的體積小:更加便于各種設(shè)備的布置和設(shè)計(jì),而且能夠更好地實(shí)現(xiàn)夜景照明中“只見(jiàn)燈光不見(jiàn)光源”的效果。
(七)LED光線能量集中度高:集中在較小的波長(zhǎng)窗口內(nèi),純度高。
(八)LED發(fā)光指向性強(qiáng):亮度衰減比傳統(tǒng)光源低很多。
(九)LED低壓直流電即可驅(qū)動(dòng):具有負(fù)載小、干擾弱的優(yōu)點(diǎn),對(duì)使用環(huán)境要求較低。
(十)可較好控制發(fā)光光譜組成:從而能夠很好地用于博物館以及展覽館中的局部或重點(diǎn)照明。
(十一)可控制半導(dǎo)體發(fā)光層、半導(dǎo)體材料禁止帶幅的大。簭亩l(fā)出各種顏色的光線,且彩度更高。
(十二)顯色性高:不會(huì)對(duì)人的眼睛造成傷害。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
LED控制模組LED照明燈具里,底燈,吊燈,投射燈等裝飾用,反射用途的LED照明燈具可以完全勝任于任何場(chǎng)合,包括美術(shù)館,博物館等對(duì)顏色度要求較高的場(chǎng)所。但是對(duì)于商場(chǎng),寫(xiě)字樓等大規(guī)模設(shè)施來(lái)說(shuō),作為大范圍照明的LED燈具雖然已經(jīng)誕生,但是其指向性(LED芯片發(fā)出的光是直線,發(fā)散性不好)太高,造成大面積內(nèi)設(shè)計(jì)平均的照度很困難。燈管型LED照明燈具排列過(guò)密,設(shè)計(jì)成本過(guò)高,失去節(jié)能效果。因此,現(xiàn)階段裝飾用途場(chǎng)合,LED照明燈具完全可用,大面積室內(nèi)照明還不成熟。
1)、信號(hào)指示應(yīng)用:信號(hào)照明是LED單色光應(yīng)用比較廣泛也是比較早的一個(gè)領(lǐng)域,約占LED應(yīng)用市場(chǎng)的4%左右。
2)、顯示應(yīng)用:指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等,LED用于顯示屏幕的應(yīng)用約占LED應(yīng)用的20%—25%,顯示屏幕可分為單色和彩色。
3)、照明應(yīng)用:
、俦銛y燈具:手電筒、頭燈、礦工燈、潛水燈等;
、谄(chē)用燈:高位剎車(chē)燈、剎車(chē)燈、轉(zhuǎn)向燈、倒車(chē)燈等,大功率的LED已被大量用于汽車(chē)照明中。
、厶厥庹彰:太陽(yáng)能庭院燈、太陽(yáng)能路燈、水底燈等;由于LED尺寸小,便于動(dòng)態(tài)的亮度和顏色控制,因此比較適合用于建筑裝飾照明。
④背光照明:普通電子設(shè)備功能顯示背光源、筆記本電腦背光源、大尺寸超大尺寸LCD顯示器背光源等,LED作為手機(jī)顯示的背光源是LED應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。
、萃队肮庠:投影儀用RGB光源;
、奁胀ㄕ彰:各類(lèi)通用照明燈具、照明光源等分為商業(yè)照明和家居照明;
四、發(fā)展趨勢(shì)
LED照明燈具市場(chǎng)發(fā)展越來(lái)越熱,從眼下的市場(chǎng)來(lái)看,不就以后LED照明燈具產(chǎn)業(yè)就會(huì)迎來(lái)行業(yè)的高速發(fā)展時(shí)期。國(guó)外來(lái)看,目前最先推廣的領(lǐng)域也是在2,3兩項(xiàng),反而LED路燈這塊連洋人都很謹(jǐn)慎。所以做盲目LED路燈的老板很可能會(huì)成為“革命先驅(qū)”,而其他兩個(gè)市場(chǎng)反而會(huì)培養(yǎng)很多行業(yè)的“領(lǐng)軍”力量。
大陸目前最熱的是LED路燈,在科技部十城萬(wàn)盞的推動(dòng)下,以驚人的熱情在推進(jìn),很多人都扎進(jìn)這個(gè)市場(chǎng),看起來(lái)是最先起來(lái)的照明領(lǐng)域。全國(guó)有21個(gè)試點(diǎn)城市,預(yù)計(jì)100萬(wàn)盞,科技部計(jì)劃批復(fù)50個(gè)城市,預(yù)計(jì)200萬(wàn)盞,這就是中國(guó)特色!也算是創(chuàng)造中國(guó)速度!不過(guò)整體產(chǎn)品成熟度令人擔(dān)憂;也可能是照明領(lǐng)域最先被做爛的一個(gè)市場(chǎng),有重蹈LED護(hù)欄燈初期之嫌,泡沫是否已經(jīng)比較嚴(yán)重?雖然很繁榮、很熱鬧,可以預(yù)見(jiàn)的是經(jīng)過(guò)政府拿錢(qián),最終經(jīng)過(guò)2-3年會(huì)培養(yǎng)出來(lái)一批不錯(cuò)的LED光電科技的公司,這也許是政府最終的目的所在。
LEDT8管應(yīng)用,從市場(chǎng)產(chǎn)品方案來(lái)看,已有接近商品化產(chǎn)品推出,是最先可成熟推廣的一個(gè)市場(chǎng)?勺鐾\(chē)場(chǎng),商場(chǎng),廣告背光等市場(chǎng);而且以產(chǎn)品成本和售價(jià)已基本接近商業(yè)應(yīng)用臨近點(diǎn)(150)。好的產(chǎn)品,無(wú)論在光學(xué),散熱,和電源處理上都有比較成熟的方案。產(chǎn)品也最接近商品化。當(dāng)然,市場(chǎng)還存在大量的低品質(zhì)產(chǎn)品。這是目前最大的挑戰(zhàn)。隨著美國(guó)能源之星和歐盟相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái),相信以上問(wèn)題會(huì)有很大的改觀,也就是說(shuō),T8-LED的商業(yè)化推廣也就會(huì)開(kāi)始。
led燈杯,應(yīng)該來(lái)講,燈杯是LED照明最先開(kāi)始的一個(gè)領(lǐng)域之一,一直以來(lái)主要是產(chǎn)品方案不夠成熟,所以很難大規(guī)模應(yīng)用。從以前的壓鑄,改為鋁擠型材;但是真正能解決散熱和電源的產(chǎn)品還沒(méi)看到,也就是,至今沒(méi)有一個(gè)可以商品化應(yīng)用的產(chǎn)品方案。雖然LED本身成本已大幅下降,但市場(chǎng)一直是沒(méi)有大的起色。國(guó)外一些報(bào)導(dǎo)東芝有推出一些可以很好解決燈杯散熱和電源的產(chǎn)品,如果真是這樣的話,燈杯的市場(chǎng)應(yīng)該是會(huì)緊隨T8-LED其后,很快起來(lái)。也是LED最先有希望做大一個(gè)領(lǐng)域之一。
就當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的水準(zhǔn)來(lái)看,LED照明還沒(méi)有足夠的能力打破傳統(tǒng)照明觀念,依然停留在取代型路線上;而在取代型路線里面,LED照明還必須依賴政府政策指引。也就是說(shuō),雖然LED照明某些領(lǐng)取發(fā)展到足夠成熟的程度,但是相對(duì)于整個(gè)市場(chǎng)而言,其還處在一個(gè)起步階段的雛形層面上。
隨著LED照明產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇,大型LED照明企業(yè)間并購(gòu)整合與資本運(yùn)作日趨頻繁,國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的LED照明企業(yè)愈來(lái)愈重視對(duì)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的研究,特別是對(duì)企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢(shì)變化的深入研究。正因?yàn)槿绱耍淮笈鷩?guó)內(nèi)優(yōu)秀的LED照明品牌迅速崛起,逐漸成為L(zhǎng)ED照明產(chǎn)業(yè)中的翹楚!