2  LED的优点

   LED具有发光效率高、耗电量少、使用寿命长、安全可靠性强,有利于环保等优点,因此白光 LED是 LED 产业中最被看好的新兴产品,被认为是有望替代白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯等传统光源的第四代照明光源[1-3]。具体介绍如下:

1、发光效率高

   LED经过几十年的技术改良,它的发光效率有了很大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明/瓦,荧光灯50~70流明/瓦,钠灯90~140流明/瓦,大部分的耗电变为热量损耗。LED光效经改良后将达到达50~200流明/瓦,而且它的光的单色性好、光谱窄,不需要过滤可直接发出有色可见光。目前,世界各国均提高了LED光效方面研究,将来它的发光效率将有更大的提高。

2、耗电量少

   LED单管功率0。03~0。06瓦,采用直流驱动,单管驱动电压1。5~3。5伏,电流15~18毫安,反应快,可以在高频下操作。在同样照明效果的情况下,耗电量是白炽灯泡的八分之一,荧光灯管的二分之一。日本估计,如果采用光效比荧光灯还要高出两倍的LED替代日本一半的白炽灯和荧光灯,每年可以节约相当于60亿升的原油。

3、使用寿命长

   采用电子光场辐射发光,灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED灯体积小、重量轻,环氧树脂封装,可承受高强度的机械冲击和震动,不易破碎。平均寿命达到10万小时。LED灯具使用寿命达5~10年,可降低灯具的维护费用,避免经常换灯。

4、安全可靠性强

    发热低,无热辐射,冷光源,可以安全抵摸:能精确控制光型及发光角度,光色柔和,无眩光;不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度,调整发光方式,实现光与艺术结合。

5、有利于环保

    LED为全固体发光体,耐震耐冲击且不易破碎,废弃物可回收,没有污染。光源体积小,可以随意组合,易开发成轻便薄短小型照明产品,而且便于安装和维护。当然,节能是我们考虑使用LED光源最主要的原因,也许LED光源要比传统光源要昂贵,但用一年时间的节能收回光源的投资,可获得4~9年中每年几倍的节能净收益期。

3  LED白光的实现方式

白光LED有着诱人的发展前景,作为其核心元件半导体芯片的发光机理决定了单一LED芯片不可能发出连续的白光,必须以其他的方式合成白光[4-5]。合成白光的方式有很多种[6-7],到目前为止,LED 采用荧光粉实现白光主要有三种方法,但它们各有优缺点,具体如下。

3。1  用蓝光LED芯片激发黄色荧光粉 

具体来说,这种方法是,在蓝色LED 芯片上涂敷能被蓝光激发的黄色荧光粉,芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补成白光。这种方案的原理性缺点是该荧光体中的Ce3+离子的发射光谱不具有连续光谱特性,显色性比较差,难以满足低色温照明要求,同时发光效率还不高,需通过开发新型高效的荧光粉改善。

3。2  用蓝色LED 芯片上激发绿色和红色的荧光粉 

第二种实现方法是,蓝色LED 芯片上涂敷绿色和红色的荧光粉,通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合而得到白光,显色性较好。但这种方法所用荧光粉的有效转换效率比较低,尤其是红色荧光粉的效率需大幅度的提高。

3。3  用近紫外光LED芯片激发三基色荧光粉

第三种实现方法是,在紫光或紫外光LED 芯片上涂敷三基色或者多种颜色荧光粉,利用该芯片发射的长波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm -410nm)来激发荧光粉从而实现白光发射,该方法显色性更好,但是同样存在着和第二种方法相似的问题,而且目前转换效率比较高的红色和绿色荧光粉多为硫化物体系,这类荧光粉发光稳定性较差、光衰较大,因此开发高效、低光衰的白光LED用荧光粉已成为一项迫在眉睫的工作。由于“荧光转换型”白光LED(phosphor converted white light-emitting diodes,pc-LED)技术发展的需要,使得能够吸收350-480nm近紫外-蓝光的发光材料日益受到人们的重视[8]。

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