第三代照明光源 蓝光LED灯开启照明新时代

【高工LED综合报道】

LED灯光照效率高，既满足人们的照明要求，也注重照明方式对环境和人体的影响。LED灯的主要特点是:

　　1发光效率高、耗电量少。发光效率单位一般为流明/瓦。白炽灯光效在10-15流明/瓦、卤钨灯12-24流明/瓦、荧光灯50-90流明/瓦、钠灯90-140流明/瓦，LED灯光效为100-200流明/瓦，而且发光的单色性好，可直接发出有色可见光。在同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯的十分之一，荧光灯的二分之一。

　　2工作电压低、功耗低，方便用于无交流市电地区。LED的工作电压低(直流2-3.6v)，只需要极微弱电流即可正常发光。夜景照明中的LED灯一个才0.06瓦，而LED路灯一个才1瓦。利用当地的太阳能电池就能让LED灯发光，可给全球15亿尚未受益于电网的人们带来光明。

　　3应用非常灵活，可以做成点、线、面各种形式的轻薄短小产品。LED的控制极为方便，只要调整电流，就可以随意调光强;不同光色的组合变化多端，利用时序控制电路，更能达到丰富多彩的动态变化效果。

　　4超长寿命、绿色环保。LED是固体冷光源，体积小、重量轻、无灯丝、无玻璃泡、不怕震动，使用寿命可达5万-10万小时。光谱中没有紫外线和红外线，废弃物可回收，没有污染，是典型的绿色照明光源。

　　10月7日，瑞典皇家科学院宣布，日本科学家、明城大学教授赤崎勇、名古屋大学教授天野浩和美籍日裔科学家、加利福尼亚大学圣巴巴拉分校教授中村修二等3人共同获得2014年诺贝尔物理学奖，以表彰他们在攻克蓝光LED难题作出的贡献。正如颁奖词中写到的那样:“白炽灯照亮20世纪，而LED灯将照亮21世纪”。此举将有力地助推半导体(LED)照明的技术进步和普及应用。

　　LED灯是第三代照明电光源

　　1879年，爱迪生将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光，发明了白炽灯，第一次革命性地改变了人们的照明方式。但其电能大部分发热耗散，只有很小一部分转化成了光，光效12流明/瓦左右，寿命大约在2000小时。

　　第二代照明电光源出现在20世纪30年代，经济大萧条使照明行业开始注意光照效率，出现了荧光灯，尔后与镇流器组合成一体则称为节能灯。电子镇流器给灯丝加热并发射电子，碰撞灯管内的氩原子又撞击内部的汞原子，使汞原子产生电离，并发出紫外线激起荧光粉发光。由于荧光灯工作时灯丝的温度比白炽灯低很多，寿命达5000小时以上，其能量转换效率高可达50流明/瓦以上，所以节约电能。但由于汞的沸点低，常温下即可蒸发，废弃灯管破碎后可使周围空气中的汞浓度超标上百倍，会破坏人的中枢神经系统，一次吸入25毫克汞蒸气即可致死。

　　20世纪90年代初出现的第三代照明电光源——LED灯，更加节能且又环保，是照明行业的第三次变革。LED是一种将电能直接转化为光能的固态半导体电子元件。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料中，在p-n结施加反向电压时，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。利用各种化合物半导体材料及通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和禁带宽度之变化，设计发出不同颜色的LED:砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，氮化镓二极管发蓝光。LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256(即16777216)种颜色，形成不同光色的组合。LED组合的光色变化多端，可实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。