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半導體照明技術

標籤:LED燈泡LED光源

半導體照明亦稱固態照明,是指用固態發光器件作為光源的照明,包括發光二極體(LED)和有機發光二極體(OLED),具有耗電量少、壽命長、色彩豐富、耐震動、可控性強等特點。 90年代以來,半導體照明技術不斷突破,應用領域日益擴展。在指示、顯示領域的技術基本成熟,並廣泛應用;在醫療、農業等特殊領域的技術方興未艾。 近幾年,半導體照明產業發展迅速,國外及我國台灣地區在不同領域具有較強優勢。隨著我國產業結構調整、發展方式轉變進程的加快,半導體照明節能產業作為節能減排的重要措施迎來了新的發展機遇期。

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半導體照明技術基本原理

  半導體照明技術基本原理

半導體照明是繼白熾燈、熒光燈之後照明光源的又一次革命。半導體照明技術發展迅速、應用領域廣泛、產業帶動性強、節能潛力大,被各國公認為最有發展前景的高效照明產業。
LED(LightingEmittingDiode)即發光二極體,是一種半導體固體發光器件。它是利用固體半導體晶元作為發光材料,在半導體中通過載流子發生複合放出過剩的能量而引起光子發射,直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產品就是利用LED作為光源製造出來的照明器具。
當前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下,節約能源是我們未來面臨的重要的問題,在照明領域,LED發光產品的應用正吸引著世人的目光,LED作為一種新型的綠色光源產品,必然是未來發展的趨勢,二十一世紀將進入以LED為代表的新型照明光源時代。
LED被稱為第四代照明光源或綠色光源,具有節能、環保、壽命長、體積小等特點,可以廣泛應用於各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。近年來,世界上一些經濟發達國家圍繞LED的研製展開了激烈的技術競賽。美國從2000年起投資5億美元實施「國家半導體照明計劃」,歐盟也在2000年7月宣布啟動類似的「彩虹計劃」。中國科技部在「863」計劃的支持下,2003年6月份首次提出發展半導體照明計劃。
LED光源優點:
高節能:節能能源無污染即為環保。直流驅動,超低功耗(單管0.03-0.06瓦)電光功率轉換接近100%,相同照明效果比傳統光源節能80%以上。
壽命長:LED光源有人稱它為長壽燈,意為永不熄滅的燈。固體冷光源,環氧樹脂封裝,燈體內也沒有鬆動的部分,不存在燈絲髮光易燒、熱沉積、光衰等缺點,使用壽命可達6萬到10萬小時,比傳統光源壽命長10倍以上。
多變幻:LED光源可利用紅、綠、籃三基色原理,在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度並任意混合,即可產生256×256×256=16777216種顏色,形成不同光色的組合變化多端,實現豐富多彩的動態變化效果及各種圖像。
利環保:環保效益更佳,光譜中沒有紫外線和紅外線,既沒有熱量,也沒有輻射,眩光小,而且廢棄物可回收,沒有污染不含汞元素,冷光源,可以安全觸摸,屬於典型的綠色照明光源。
高新尖:與傳統光源單調的發光效果相比,LED光源是低壓微電子產品,成功融合了計算機技術、網路通信技術、圖像處理技術、嵌入式控制技術等,所以亦是數字信息化產品,是半導體光電器件「高新尖」技術,具有在線編程,無限升級,靈活多變的特點。
LED照明術語:
波長:光的色彩強弱變化,是可以通過數據來描述,這種數據叫波長。我們能見到的光的波長,範圍在380至780nm之間。單位:納米(nm)
亮度:亮度是指物體明暗的程度,定義是單位面積的發光強度。單位:尼特(nit)
光強:指光源的明亮程度。也即表示光源在一定方向和範圍內發出的可見光輻射強弱的物理量。
單位:燭光(cd)
光通量:光源每秒鐘所發出的可見光量之總和。單位:流明(Lm)
光效:光源發出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源節能的重要指標。單位:每瓦流明(Lm/w)。
顯色性:光源對物體呈現的程度,也就是顏色的逼真程度。通常叫做"顯色指數"單位:Ra。
色溫:光源發射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時,黑體的溫度稱為該光源的色溫。
單位:開爾文(k)。
眩光:視野內有亮度極高的物體或強烈的亮度對比,所造成的視覺不舒適稱為眩光,眩光是影響照明質量的重要因素。
同步性:兩個或兩個以上LED燈在不規定時間內能正常按程序設定的方式運行,一般指內控方式的LED燈,同步性是LED燈實現協調變化的基本要求。
防護等級:IP防護等級是將燈具依其防塵、防濕氣之特性加以分級,由兩個數字所組成,第一個數字代表燈具防塵、防止外物侵人的等級(分0-6級),第二個數字代表燈具防濕氣、防水侵人的密封程度(分0-8級),數字越大表示其防護等級越高。

2半導體照明綜合標準化技術體系介紹

目前,半導體照明綜合標準化技術體系涉及的標準項目共193項。包括:已經發布實施的標準54項國標41項、行標13項,見附件2,包括通用標準2項,材料和設備標準13項,晶元和器件標準16項,照明設備和系統標準23項,其中現行有效標準50項,需要修訂標準4項;正在研究制定的標準73項國標52項、行標21項,見附件3,包括材料和設備標準40項,晶元和器件標準12項,照明設備和系統標準21項;待研究制定的標準66項見附件4,其中急待制定32項國標28項、行標4項。
近年來,半導體照明產業快速發展。加快半導體照明領域標準體系建設,同步開展半導體照明產業鏈上下游標準制定,有利於整合調動資源,形成工作合力,有效支撐半導體照明技術開發和產業發展。實施半導體照明綜合標準化試點工作,是推動信息化和工業化深度融合,走新型工業化道路的有益探索,是培育和發展戰略性新興產業的有力舉措之一。《半導體照明綜合標準化技術體系》對有效指導半導體照明領域標準研製、規範市場行為、促進產業進步具有現實意義。隨著產業的不斷發展,該標準化技術體系將不斷充實和完善。
半導體照明綜合標準化總體思路:以服務和支撐半導體照明產業發展為目標,堅持「系統管理、重點突破、整體提升」的原則,創新標準制定的方式、方法,整合資源,協作分工,加強標準化體系頂層設計,完善半導體照明標準框架體系,以器件、模塊、光源和燈具標準的制訂為重點,協同制定外延生長、晶元製造、器件封裝、原材料、零部件、燈具、配套製品、技術手段、生產準備、檢驗方法等成套、成體系標準,加強標準的宣貫,以半導體照明標準的制定規範行業發展,推動中國半導體照明產業健康發展。

3圖書信息

半導體照明技術
書 名: 半導體照明技術
作 者:方誌烈
出版社: 電子工業出版社
出版時間: 2009年05月
ISBN: 9787121087295
開本: 16開
定價: 49.00 元
目錄
第1章 光 視覺 顏色第2章 光源
第3章 半導體發光材料晶體導論
第4章 半導體的激發與發光
第5章 半導體發光材料體系
第6章 半導體照明光源的發展和特徵參量
第7章 磷砷化鎵、磷化鎵、鎵鋁砷材料生長
第8章 鋁鎵銦磷發光二極體
第9章 銦鎵氮發光二極體
第10章 LED晶元製造技術
第11章 白光發光二極體
第12章 LED封裝技術
第13章 發光二極體的測試
13.7 靜電耐受性??
第14章 發光二極體的可靠性
第15章 有機發光二極體
第16章 半導體照明驅動和控制
第17章 半導體照明應用
第18章 半導體照明技術、市場現狀和展望
參考文獻
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