半導體發光二極體燈具

半導體發光二極體燈具即LED（Light Emitting Diode）燈具，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。

PN結的端電壓構成一定勢壘，當加正向偏置電壓時勢壘下降，P區和N區的多數載流子向對方擴散。由於電子遷移率比空穴遷移率大得多，所以會出現大量電子向P區擴散，構成對P區少數載流子的注入。這些電子與價帶上的空穴複合，複合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結髮光的原理。

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。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”。我國科技部在“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。

隨著LED照明燈具的逐步發展，在亮化工程輔助照明等公共場合，LED照明燈具漸漸替代了一些傳統光源產品。2009年，LED燈具開始在發達國家進入主照明普及。作為LED照明燈具的用途，LED市場發展分幾個階段。

第一階段，LED燈具替代接受階段。這一階段指的是LED燈具在發展初期，主要體現出其光效高(，壽命長的特點。因為售價高，所以在這一階段主要為商照市場。客戶有一個接受的過程，首先是使用習慣和外觀上的過渡與接受。在與傳統光源一致的使用情況下，LED燈具體現出的節電，長壽等特點使得市場容易接受它的相對高價。尤其是在商用場合。各廠商拼的是質量價格優勢。

第二階段，LED燈具實用新型階段。在上一階段的基礎上，市場對LED燈具產品有了一定的認可和接受。LED燈具的環保，體積小，高可靠性等其他特性逐漸凸顯出來。由此而開發的一系列完全有別於傳統光源應用的產品會大行其道。照明行業會出現更大更廣的一個發展空間。光源不再是僅僅起到照明作用，它的多變使得更貼切人們工作生活中的點點滴滴。各廠商拼的是設計應用優勢。

第三階段，LED燈具智能控制階段。隨著物聯網等新技術的發展，LED作為半導體產業，也將搭上這趟高速列車，發揮出其高可控性特點。從家庭到辦公樓，從道路到隧道，從汽車到步行，從輔助照明到主照明，具備智能控制的LED照明燈具系統將給人類帶來更高等級的服務。

市面上常見的LED照明燈具類型主要有以下幾種產品類型：LED射燈、LED燈杯、LED燈座、LED燈頭、LED燈帶、LED燈管、LED燈具、LED燈條、LED軟燈條、LED燈串、LED燈泡、LED燈珠、LED燈芯、LED晶元、LED筒燈、LED蠟燭燈、LED星星燈、LED感應燈、小功率LED燈、大功率LED燈、大功率LED節能燈、LED流星雨燈、LED空氣維生素凈化燈、LED聲控燈、LED平板燈、LED觸摸燈、LED半導體照明、LED大功率天花燈、LED防爆燈、LED管屏、LED防爆防腐防塵燈、LED固態免維護防爆燈、LED日光燈透鏡、LED防爆投光燈、LED大功率燈、LED日光燈、LED電視、LED背光、LED車燈、LED補光燈、LED強光手電筒、LED投光燈、LED斗膽燈、LED玉米燈、LED埋地燈、LED櫥櫃燈、LED舞檯燈、LED商場燈、LED車床專用燈、LED牙燈、LED礦用架線機車燈、LED防爆平檯燈、LED隧道燈、其他LED分類產品。

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。

(1) 顯示屏、交通訊號顯示光源的應用。LED 燈具有抗震耐衝擊、光響應速度快、省電和壽命長等特點，廣泛應用於各種室內、戶外顯示屏，分為全色、雙色和單色顯示屏；交通信號燈主要用超高亮度紅、綠、黃色LED，採用LED 信號燈既節能，可靠性又高，故交通信號燈正在逐步更新換代。

(2) 汽車工業上的應用汽車用燈包含汽車內部的儀錶板、音響指示燈、開關的背光源、閱讀燈和外部的剎車燈、尾燈、側燈以及頭燈等。LED響應速度快, 可以及早提醒司機剎車，減少汽車追尾事故。

(3) LED作為LCD背光源應用。壽命長、發光效率高、無干擾和性價比高等特點，已廣泛應用於電子手錶、手機、BP機、電子計算器和刷卡機上，隨著便攜電子產品日趨小型化，LED背光源更具優勢。

(4)LED照明光源替換傳統照明燈具。這種替換趨勢已經開始涉及戶內外，商業照明，道路工業照明等。

(5) 其它應用如電子類產品如手機，數碼播放器，電腦，收音機等。例如一種受到兒童歡迎的閃光鞋，走路時內置的LED會閃爍發光。

LED封裝企業和LED照明燈具生產廠家都會遇到LED死燈現象，作為LED工程師分析及解決這些問題。

LED死燈原因主要有以下兩點：

1)LED的漏電流過大造成PN結失效，使LED燈點不亮，這種情況一般不會影響其它的LED燈的工作；

2)LED燈的內部連接引線斷開，造成LED無電流通過而產生死燈，這種情況會影響其它的LED燈的正常工作。

靜電對LED燈來說是一種危害極大的魔鬼，全世界因為靜電損壞的電子元器件不計其數，造成數千萬美元的經濟損失。所以防止靜電損壞電子元器件，是電子行業一項很重要的工作，LED封裝、應用的企業千萬不要掉以輕心。任何一個環節出問題，都將造成對LED的損害，使LED性能變壞甚至失效。我們知道人體(ESD)靜電可以達到三千伏左右，足可以將LED晶元擊穿損壞，在LED封裝生產線，各類設備的接地電阻是否符合要求，這也是很重要的，一般要求接地電阻為4歐姆，有些要求高的場合其接地電阻甚至要達到≤2歐姆。

人體靜電對LED的損害也是很大的，工作時應穿防靜電服裝，配帶靜電環，靜電環應接地良好，有一種不須要接地的靜電環防靜電的效果不好，建議不使用配帶該種產品，如果工作人員違反操作規程，則應接受相應的警示教育，同時也起到告示他人的作用。人體帶靜電的多少，與人穿的不同面料衣服、及各人的體質有關，秋冬季黑夜我們脫衣服就很容易看見衣服之間的放電現象，這種靜電放電的電壓就有三千伏。

有些企業採用手工焊接，使用40瓦普通烙鐵，焊接溫度無法控制，烙鐵溫度在300-400℃以上，過高的焊接溫度也會造成死燈，LED引線在高溫下膨脹係數比在150℃左右的膨脹係數高好幾倍，內部的金絲焊點會因為過大的熱脹冷縮將焊接點拉開，造成死燈現象。

針對上述現象，LED封裝廠家和LED照明燈具應用廠家應制定嚴格的LED標準使用手冊，在生產過程中杜絕上述現象的發生。

首先要知道LED燈具的核心價值是什麼，LED燈具主要的優點是省電、壽命長、燈光顏色豐富、時尚。

一、成本。從成本的角度看，LED燈具的價格約為傳統燈具的3-10倍不等，如果每天用電時間在6個小時以上，用LED燈具是划算的，預計1年左右時間就能省掉買燈的錢；如果一天用2-3個小時，那電費是省不了多少的。

二、價值。當然人一輩子不是所有的活動只為了錢，追求時尚、接受新鮮事物也是一種生活態度。

三、質量。在確定要購買LED燈具后，你就要看看自己需要什麼樣質量的LED燈具了。

四、售後服務。在購買前最好向代理商了解一下LED廠家對產品的質保期是多久，有些差的產品只保一年，那跟傳統節能燈的壽命差不多了，價格還貴，就不划算了。

五、另外就是產品功能的選擇，像LED天花燈(也叫LED射燈)和LED格珊燈是聚光的產品，主要是用於突出展示局部的照明，根據光效的要求可以定做5度、15度、30度、60度等不同角度的透鏡;LED筒燈是泛光源的產品，主要以照明為主要功能;LED燈帶主要是輔助光效，相對普通T5燈管而言，他的優勢除了省電還可以用在弧形的場所，如吊頂。

根據市場調查公司的報告，2010年全球LED照明市場超過57億美元。從2010年到2016年，全球LED照明的市場佔有率將由7%增至40%以上，2020年LED照明市場的收入將接近650億歐元，佔據全球照明市場60%的份額。中國LED產業起步於20世紀70年代。經過30多年的發展，中國LED產業已初步形成了包括LED外延片的生產、LED晶元的製備、LED晶元的封裝以及LED產品應用在內的較為完整的產業鏈。在“國家半導體照明工程”的推動下，形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州和石家莊七個國家半導體照明工程產業化基地。長三角、珠三角、閩三角以及北方地區則成為中國LED產業發展的聚集地。

中國半導體照明產業發展向好，外延晶元企業的發展尤其迅速、封裝企業規模繼續保持較快增長、照明應用取得較大進展。2007年中國LED應用產品產值已超過300億元，2010年全國LED行業產值達1260億元人民幣，已成為LED全彩顯示屏、太陽能LED、景觀照明等應用產品世界最大的生產和出口國，新興的半導體照明產業正在形成。國內在照明領域已經形成一定特色，其中戶外照明發展最快，已有上百家LED路燈企業並建設了幾十條示範道路，但國內在大尺寸LCD背光和汽車前照燈方面仍顯落後。 2011年LED普通照明產品的產值將達260億元人民幣。

2008年北京奧運會對LED照明的集中展示讓人們對LED有了全新的認識，有力推動了中國半導體照明產業的發展。當前中國半導體產業產業大而不強，核心競爭力仍有待於進一步提升。對國內企業而言，壯大規模、提高產品質量與技術水平是首要任務，提高未來取得大廠專利授權時的要價能力，或逐步通過研發突破核心專利。

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、藍三基色原理，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市場價格廝殺惡性競爭，大批不合格產品的上市已經違背了LED節能、長壽命、環保等真正的價值，如何區分LED燈具的優劣，應從以下幾方面著手：

一、看整體“燈具的功率因數”：功率因數低，說明使用的驅動電源、電路設計不好，會大大降低燈具的使用壽命，功率因數低，使用再好燈珠的燈具壽命也不會長。

二、看“燈具散熱條件--材料、結構”：LED燈具散熱也是非常重要的，同樣功率因數的燈具和同品質的燈珠，如果散熱條件不好，燈珠在高溫下工作，光衰會很大，燈具壽命會減少。

三、看“燈珠品質”：燈珠品質決定於晶元品質和封裝技術。

四、看燈具使用的驅動電源，電源的使用壽命相對燈具的其他部分來說，壽命要短很多，電源的壽命影響燈具的整體壽命，燈珠的理論壽命在5-10萬小時，而電源的壽命在0.2-3萬小時，電源的設計與材料選擇會決定電源的使用壽命。

五、看光效：同樣的燈珠功率，光效越高，亮度越高，同樣的照明亮度，耗電越小，越節能。

六、看電源效率，電源效率越高越好，越高，說明電源本身的功耗越小，輸出的功率越大。

七、看是否符合安全標準，我國LED燈具安全標準已經出台，請按國家規定的安全標準選擇LED燈具。

節能燈：energy saving lamp /compact fluorescent lamp (CFL)

電路圖：circuit diagram

保險絲:fuse

電子整流器:electronic ballase

三基色:tri-phospor

鹵粉：halogen powder

混合粉：mixed powder

燈頭:base / cape

塑件:plastic parts/housing

功率:wattage /power

電壓:voltage/operating voltage

光通量:luminous flux

光效:luminous effeciency

壽命:life time /everlasting/lifespan

彩盒;giftbox

外包裝:outer packing

內包裝:inner packing

頻率;frequency

閃頻:flicker

功率因素:power factor

色溫:color temperature

顯色指數:color rendering index

鎳:nickel

螺旋:spiral

二極體:diode

電容：electronic capacitor