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LED產(chǎn)品和相關(guān)小常識(shí)

組成
　　LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。 LED企業(yè)-傳奇光電LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附著在一個(gè)支架上，是負(fù)極，另一端連接電源的正極，整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)（光的顏色），是由形成P-N結(jié)材料決定的。
　　LED(Light-Emitting-Diode中文意思為發(fā)光二極管)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場(chǎng)發(fā)光。據(jù)分析，LED的特點(diǎn)非常明

LED燈泡以及燈具圖片(19張)顯，壽命長(zhǎng)、光效高、無(wú)輻射與低功耗。白光LED的光譜幾乎全部集中于可見(jiàn)光頻段，其發(fā)光效率可超過(guò)150lm/W（2010年）。將LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈進(jìn)行對(duì)比，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96lm/W，壽命大約為10000小時(shí)，而直徑為5毫米的白光LED光效理論上可以超過(guò)150lm/W，壽命可大于100000小時(shí)。有人還預(yù)測(cè)，未來(lái)的LED壽命上限將無(wú)窮大。然而，LED燈的工作原理使得在大功率LED照明行業(yè)里散熱問(wèn)題變得非常突出，許多LED照明方案不夠重視散熱，或者是技術(shù)水平有限，所以目前量產(chǎn)的大功率LED燈普遍存在實(shí)際使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如理論值，性?xún)r(jià)比低于傳統(tǒng)燈具的尷尬情況。為了提高LED燈具的使用壽命，真正做到適合商業(yè)化的量產(chǎn)，LED照明行業(yè)正在獨(dú)立或者和專(zhuān)業(yè)的導(dǎo)熱材料供應(yīng)商合作加緊研制新型導(dǎo)熱材料，比如導(dǎo)熱塑料等等。
　　大功率LED，一般指大于0.65W，這一點(diǎn)不同公司內(nèi)部也會(huì)有不同的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槟壳霸诖蠊β蔐ED領(lǐng)域還沒(méi)有形成大家一致認(rèn)可的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。光強(qiáng)與流明比小功率大，但同樣散熱也很大，現(xiàn)在大功率大多是單顆應(yīng)用，加上有效散熱面積很大的散熱片，也出現(xiàn)了集成在一起的LED燈矩陣，但是散熱效果不是很好。小功率一般是0.06W左右的。現(xiàn)在LED手電一般是用小功率用的，光散不散，取決于LED的發(fā)光角度，有大角度小角度之分，小角度不散，大角度才散。市面上的手電筒一般是用草帽頭做的。效果很好。現(xiàn)在就擔(dān)心有些廠(chǎng)家不重質(zhì)量，拿的次品LED做電筒，用不了多久就有死燈。
　　LED的亮度是跟LED的發(fā)光角度有必然關(guān)系的,LED的角度越小它的亮度越高,沒(méi)有什么超亮不超亮的,那是騙小孩的,如果是質(zhì)量好的LED不管是哪家LED廠(chǎng)家生產(chǎn)的大家的亮度都差不多的,只是生產(chǎn)工藝不一樣,使用壽命略有不同,因?yàn)榇蠹矣玫亩际悄菐准覈?guó)外的LED芯片.如果是5MM的LED180度角的白光的亮度只有幾百M(fèi)CD,如果是15度角的亮度就要去到一萬(wàn)多兩萬(wàn)MCD的亮度了,亮度相差好幾十倍了,如果是用于照明用的,在戶(hù)外最好是用大功率的LED了,亮度就更高了,單個(gè)功率有1W,3W,5W,還有的是用多個(gè)大功率組合成一個(gè)大功率的LED,功率去到幾百都有.
　　色溫和亮度沒(méi)關(guān)系，而亮度和流明值有關(guān)
　　來(lái)看幾個(gè)相關(guān)概念：
光通量
　　（lm）
　　由于人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的電磁波具有不同的靈敏度，我們不能直接用光源的輻射功率或輻射通量來(lái)衡量光能量，必須采用以人眼對(duì)光的感覺(jué)量為基準(zhǔn)的單位—-光通量來(lái)衡量。光通量用符號(hào)Φ表示，單位為流明（lm）。
發(fā)光強(qiáng)度
　　（cd）
　　光通量是說(shuō)明某一光源向四周空間發(fā)射出的總光能量。不同光源發(fā)出的光通量在空間的分布是不同的。發(fā)光強(qiáng)度的單位為坎德拉，符號(hào)為cd，它表示光源在某單位球面度立體角(該物體表面對(duì)點(diǎn)光源形成的角)內(nèi)發(fā)射出的光通量。1 cd = 1 lm/1 sr （sr：立體角的球面度單位）。
亮度
　　（cd/m2)　
　　亮度是表示眼睛從某一方向所看到物體發(fā)射光的強(qiáng)度。單位為坎德拉/平方米[cd/m2]，符號(hào)為L(zhǎng)，表明發(fā)光體在特定方向單位立體角單位面積內(nèi)的光通量，它等于1平方米表面上發(fā)出1坎德拉的發(fā)光強(qiáng)度。
色溫
　　( Color Temperature )
　　當(dāng)光源所發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時(shí)，黑體的溫度就稱(chēng)為該光源的色溫，用絕對(duì)溫度K（開(kāi)爾文，開(kāi)氏度 = 攝氏度 + 273.15 ）表示。
　　顯色性(Color rendering property)
　　原則上，人造光線(xiàn)應(yīng)與自然光線(xiàn)相同，使人的肉眼能正確辨別事物的顏色，當(dāng)然，這要根據(jù)照明的位置和目的而定。
　　光源對(duì)于物體顏色呈現(xiàn)的程度稱(chēng)為顯色性。通常叫做"顯色指數(shù)"（Ra）。顯色性是指事物的真實(shí)顏色（其自身的色澤）與某一標(biāo)準(zhǔn)光源下所顯示的顏色關(guān)系。Ra值的確定，是將DIN6169標(biāo)準(zhǔn)中定義的8種測(cè)試顏色在標(biāo)準(zhǔn)光源和被測(cè)試光源下做比較，色差越小則表明被測(cè)光源顏色的顯色性越好。
　　Ra值為100的光源表示，事物在其燈光下顯示出來(lái)的顏色與在標(biāo)準(zhǔn)光源下一致。
基本信息
　　LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附著 LED燈株在一個(gè)支架上，是負(fù)極，另一端連接電源的正極，整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)決定光的顏色，是由形成P-N結(jié)材料決定的。 貼片LED
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LED應(yīng)用

　　鑒于LED 的自身優(yōu)勢(shì)，目前主要應(yīng)用于以下幾大方面：
　　(1) 顯示屏、交通訊號(hào)顯示光源的應(yīng)用LED 燈具有抗震耐沖擊、光響應(yīng)速度快、省電和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種室內(nèi)、戶(hù)外顯示屏，分為全色、雙色和單色顯示屏，全國(guó)共有100 多個(gè)單位在開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。交通信號(hào)燈主要用超高亮度紅、綠、黃色LED, 因?yàn)椴捎肔ED 信號(hào)燈既節(jié)能，可靠性又高，所以在全國(guó)范圍內(nèi)，交通信號(hào)燈正在逐步更新?lián)Q代，而且推廣速度快，市場(chǎng)需求量很大，是個(gè)很好的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
　　(2) 汽車(chē)工業(yè)上的應(yīng)用汽車(chē)用燈包含汽車(chē)內(nèi)部的儀表板、音響指示燈、開(kāi)關(guān)的背光源、閱讀燈和外部的剎車(chē)燈、尾燈、側(cè)燈以及頭燈等。汽車(chē)用白熾燈不耐震動(dòng)撞擊、易損壞、壽命短，需要經(jīng)常更換。1987年，我國(guó)開(kāi)始在汽車(chē)上安裝高位剎車(chē)燈。由于LED響應(yīng)速度快, 可以及早提醒司機(jī)剎車(chē)，減少汽車(chē)追尾事故，在發(fā)達(dá)國(guó)家，使用LED制造的中央后置高位剎車(chē)燈已成為汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)件，美國(guó)HP公司在1996年 半導(dǎo)體照明推出的LED汽車(chē)尾燈模組可以隨意組合成各種汽車(chē)尾燈。此外，在汽車(chē)儀表板及其他各種照明部分的光源，都可用超高亮度發(fā)光燈來(lái)?yè)?dān)當(dāng)，所以均在逐步采用LED 顯示。我國(guó)汽車(chē)工業(yè)正處于大發(fā)展時(shí)期，是推廣超高亮度LED 的極好時(shí)機(jī)。近幾年內(nèi)會(huì)形成年產(chǎn)10億元的產(chǎn)值，5 年內(nèi)會(huì)形成每年30 億元的產(chǎn)值。
　　(3) LED背光源以高效側(cè)發(fā)光的背光源最為引人注目，LED作為L(zhǎng)CD背光源應(yīng)用，具有壽命長(zhǎng)、發(fā)光效率高、無(wú)干擾和性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)， 已廣泛應(yīng)用于電子手表、手機(jī)、BP機(jī)、電子計(jì)算器和刷卡機(jī)上，隨著便攜電子產(chǎn)品日趨小型化，LED背光源更具優(yōu)勢(shì)，因此背光源制作技術(shù)將向更薄型、低功耗和均勻一致方面發(fā)展。LED是手機(jī)關(guān)鍵器件，一部普通手機(jī)或小靈通約需使用10 只LED器件，而一部彩屏和帶有照相功能的手機(jī)則需要使用約20 只LED器件。現(xiàn)階段手機(jī)背光源用量非常大，一年要用35 億只LED芯片。目前我國(guó)手機(jī)生產(chǎn)量很大，而且大部分LED背光源還是進(jìn)口的，對(duì)于國(guó)產(chǎn)LED產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，這是個(gè)極好的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
　　(4)LED照明光源早期的產(chǎn)品發(fā)光效率低，光強(qiáng)一般只能達(dá)到幾個(gè)到幾十個(gè)mcd，適用在室內(nèi)場(chǎng)合，在家電、儀器儀表、通訊設(shè)備、微機(jī)及玩具等方面應(yīng)用。目前直接目標(biāo)是LED光源替代白熾燈和熒光燈，這種替代趨勢(shì)已從局部應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)始發(fā)展。日本為節(jié)約能源，正在計(jì)劃替代白熾燈的發(fā)光二極管項(xiàng)目( 稱(chēng)為" 照亮日本") ，頭五年的預(yù)算為50 億日元，如果LED替代半數(shù)的白熾燈和熒光燈，每年可節(jié)約相當(dāng)于60 億升原油的能源, 相當(dāng)于五個(gè)1.35 ×106kW 核電站的發(fā)電量，并可減少二氧化碳和其它溫室氣體的產(chǎn)生，改善人們生活居住的環(huán)境。我國(guó)也于2004 年投資50 億大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保的半導(dǎo)體照明計(jì)劃。
　　(5) 其它應(yīng)用例如一種受到兒童歡迎的閃光鞋，走路時(shí)內(nèi)置的LED會(huì)閃爍發(fā)光，僅溫州地區(qū)一年要用5 億只發(fā)光二極管；利用發(fā)光二極管作為電動(dòng)牙刷的電量指示燈，據(jù)國(guó)內(nèi)正在投產(chǎn)的制造商介紹, 該

LED燈具(5張)公司已有少量保健牙刷上市，預(yù)計(jì)批量生產(chǎn)時(shí)每年需要3 億只發(fā)光燈；正在流行的LED圣誕燈，由于造型新穎、色彩豐富、不易碎破以及低壓使用的安全性，近期在香港等東南亞地區(qū)銷(xiāo)勢(shì)強(qiáng)勁，受到人們普遍的歡迎，正在威脅和替代現(xiàn)有電泡的圣誕市場(chǎng)。
　　(6)家用室內(nèi)照明的LED產(chǎn)品越來(lái)受人歡迎，LED筒燈，LED天花燈，LED日光燈，LED光纖燈已悄悄地進(jìn)入家庭！
LED照明顏色
　　LED（LightingEmittingDiode）照明即是發(fā)光二極管照明，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過(guò)載流子發(fā)生復(fù)合放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產(chǎn)品就是利用LED作為光源制造出來(lái)的照明器具。
　　照明原理
　　LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)ǎ聪蚪刂埂舸┨匦浴４送猓谝欢l件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光。
LED優(yōu)點(diǎn)
　　LED的內(nèi)在特征決定了它具有很多優(yōu)點(diǎn)，諸如：
一、體積小
　　LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹(shù)脂里面，所以它非常小，非常輕。
二、耗電量低
　　LED耗電相當(dāng)?shù)停绷黩?qū)動(dòng)，超低功耗（單管0.03-0.06瓦），電光功率轉(zhuǎn)換接近30%。一般來(lái)說(shuō)LED的工作電壓是2-3.6V，工作電流是0.02-0.03A；這就是說(shuō)，它消耗的電能不超過(guò)0.1W，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能近80%。
三、使用壽命長(zhǎng)
　　有人稱(chēng)LED光源為長(zhǎng)壽燈。它為固體冷光源，環(huán)氧樹(shù)脂封裝，燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢褂脡勖蛇_(dá)6萬(wàn)到10萬(wàn)小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)10倍以上。
四、高亮度、低熱量
　　LED使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比普通照明燈具低很多。
五、環(huán)保
　　LED是由無(wú)毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會(huì)造成污染，同時(shí)LED也可以回收再利用。光譜中沒(méi)有紫外線(xiàn)和紅外線(xiàn)，既沒(méi)有熱量，也沒(méi)有輻射，眩光小，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源
六、堅(jiān)固耐用
　　LED被完全封裝在環(huán)氧樹(shù)脂里面，比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固。燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分，使得LED不易損壞。 LED燈
七、多變幻
　　LED光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有256級(jí)灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256×256×256=16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。
八、技術(shù)先進(jìn)
　　與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LED光源是低壓微電子產(chǎn)品。它成功融合了計(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，所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導(dǎo)體光電器件“高新尖”技術(shù)，具有在線(xiàn)編程、無(wú)限升級(jí)、靈活多變的特點(diǎn)。
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LED 缺點(diǎn)

　　第一點(diǎn)　LED發(fā)光二極管已被全球公認(rèn)為最高效的人造照明技術(shù)。雖然國(guó)內(nèi)還有不少人在商家誤導(dǎo)下認(rèn)為L(zhǎng)ED是用來(lái)替代LCD液晶的顯示技術(shù)，但實(shí)際上這種高能效照明技術(shù)從上世紀(jì)六七十年代就已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用，如今從各種指示燈、路燈、節(jié)日彩燈再到筆記本、電視背光都在廣泛采用LED照明。由于其高能效，人們普遍認(rèn)為用LED燈取代傳統(tǒng)的燈泡、熒光燈是一種非常環(huán)保的做法。
　　然而，近日由美國(guó)加州大學(xué)艾爾文分校進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查卻顯示，使用LED的環(huán)保功效很可能會(huì)被其包含的有毒物質(zhì)所抵消。在該校社會(huì)生態(tài)學(xué)系和公共健康項(xiàng)目共同進(jìn)行的這項(xiàng)研究中，他們分析了市場(chǎng)上常見(jiàn)的圣誕樹(shù)彩燈組中的紅色、黃色、綠色和藍(lán)色的LED燈，其中既包括高亮度LED，也包括低亮度產(chǎn)品。
　　結(jié)果顯示，這些LED燈中包含有銻、砷、鉻、鉛以及其他多種金屬元素。其中，部分LED燈的有毒元素含量已經(jīng)超過(guò)了監(jiān)管部門(mén)制定的標(biāo)準(zhǔn)。比如在低亮度紅色LED燈中，研究人員發(fā)現(xiàn)其鉛含量超標(biāo)達(dá)到8倍，鎳含量也超標(biāo)2.5倍。
　　實(shí)際上在美國(guó)加州法律中，絕大多數(shù)LED燈都已經(jīng)被明確定義為有毒垃圾，如果使用普通填埋的辦法處理將會(huì)污染土壤和地下水。而如果LED燈破碎，還可能會(huì)對(duì)直接接觸的人體健康造成損害。但至今，無(wú)論各國(guó)政府還是民眾都對(duì)LED燈的環(huán)境和健康危險(xiǎn)知之甚少。
　　該報(bào)告表示，LED中的砷、鉛、鎳和銅元素對(duì)人體和環(huán)境的影響最為嚴(yán)重，未來(lái)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行更為細(xì)致深入的調(diào)查，以促進(jìn)政府對(duì)LED產(chǎn)品的安全使用和回收處理制定規(guī)范。簡(jiǎn)單的說(shuō)，大家應(yīng)該清楚，雖然LED的能效非常高，但它絕非完全環(huán)保的選擇，只是蘊(yùn)含的潛在危險(xiǎn)和其他照明技術(shù)不同罷了。
　　第二點(diǎn) LED需要由于單個(gè)發(fā)光面比較窄，通常大規(guī)模集成在線(xiàn)路板上，形成一個(gè)比較大的發(fā)光源，由此會(huì)造成大量熱量積累，有時(shí)會(huì)擊穿電路板。所以L(fǎng)ED燈的散熱一定要好。
　　第三點(diǎn) 人眼最不能接受的是藍(lán)光和UV光(即紫外線(xiàn)光)，藍(lán)光殺傷人眼活性細(xì)胞的能力是綠光的10倍，而UV光殺傷人眼活性細(xì)胞的能力又是藍(lán)光的10倍，長(zhǎng)期接觸大量低波長(zhǎng)的藍(lán)光能大量殺傷人眼活性細(xì)胞，最終癌化形成斑塊。而LED白光形成主要是靠450-455NM波長(zhǎng)藍(lán)光激發(fā)熒光粉，其中波長(zhǎng)越低擊發(fā)能力越強(qiáng)，通常LED的波長(zhǎng)出廠(chǎng)控制在500NM之內(nèi)，即450-455NM，或455-460NM，屬于傷害最強(qiáng)的區(qū)段，如果波長(zhǎng)變大，那么激發(fā)熒光粉的能力就下降，效率降低。人們?yōu)榱俗非罅炼龋ǔ８鼤?huì)加強(qiáng)LED的藍(lán)光強(qiáng)度，點(diǎn)燈時(shí)間越久，熒光粉衰減越快，進(jìn)而導(dǎo)致人眼接觸的藍(lán)光波段的光照越強(qiáng)烈，從而對(duì)人眼造成傷害。
　　所以L(fǎng)ED燈具在道路交通的LED導(dǎo)航指示、LED路燈、LED臺(tái)燈的使用上具有一定的不利因素，容易讓人在使用過(guò)程中產(chǎn)生頭暈眼花、不舒服的感覺(jué)，甚至長(zhǎng)期使用會(huì)變成眼晴傷害，使得患眼病的機(jī)率會(huì)有所提高。
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LED設(shè)計(jì)理念

　　LED的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)光源的設(shè)計(jì)方法與思路，目前有兩種最新的設(shè)計(jì)理念。
　　1.情景照明：是2008年由飛利浦提出的情景照明，以環(huán)境的需求來(lái)設(shè)計(jì)燈具。情景照明以場(chǎng)所為出發(fā)點(diǎn)，旨在營(yíng)造一種漂亮、絢麗的光照環(huán)境，去烘托場(chǎng)景效果，使人感覺(jué)到有場(chǎng)景氛圍。
　　2.情調(diào)照明：是2009年由凱西歐提出的情調(diào)照明，以人的需求來(lái)設(shè)計(jì)燈具。情調(diào)照明是以人情感為出發(fā)點(diǎn)，從人的角度去創(chuàng)造一種意境般的光照環(huán)境。情調(diào)照明與情景照明有所不同，情調(diào)照明是動(dòng)態(tài)的，可以滿(mǎn)足人的精神需求的照明方式，使人感到有情調(diào);而情景照明是靜態(tài)的，它只能強(qiáng)調(diào)場(chǎng)景光照的需求，而不能表達(dá)人的情緒，從某種意義上說(shuō)，情調(diào)照明涵蓋情景照明。情調(diào)照明包含四個(gè)方面：一是環(huán)保節(jié)能，二是健康，三是智能化，四是人性化。
　　凱西歐公司Mr.馮先生編著了一本“情調(diào)照明書(shū)”，是中國(guó)第一本引領(lǐng)LED照明設(shè)計(jì)潮流的書(shū)籍，打破了設(shè)計(jì)理論長(zhǎng)期被國(guó)外巨頭壟斷的局面，使LED的應(yīng)用更加容易為市場(chǎng)所需要。將最新的情調(diào)照明設(shè)計(jì)理念貢獻(xiàn)出來(lái)與大家分享，借此希望更多專(zhuān)家學(xué)者、設(shè)計(jì)師參與討論和提出建義。
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LED的發(fā)光原理

LED手電筒　　發(fā)光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)ǎ聪蚪刂埂舸┨匦浴４送猓谝欢l件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光。
　　假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外，還有些電子被非發(fā)光中心（這個(gè)中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復(fù)合，每次釋放的能量不大，不能形成可見(jiàn)光。發(fā)光的復(fù)合量相對(duì)于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)μm以?xún)?nèi)產(chǎn)生。
　　理論和實(shí)踐證明，光的峰值波長(zhǎng)λ與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料禁帶寬度Eg有關(guān)，即
　　λ≈1240/Eg（nm）
　　式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產(chǎn)生可見(jiàn)光（波長(zhǎng)在380nm紫光～780nm紅光），半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在3.26～1.63eV之間。比紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)的光為紅外光。現(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管，但其中藍(lán)光二極管成本、價(jià)格很高，使用不普遍。
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照明用白光LED

　　可見(jiàn)光的光譜和LED白光的關(guān)系。 眾所周之，可見(jiàn)光光譜的波長(zhǎng)范圍為380nm～760nm，是人眼可感受到的七色光——紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫，但這七種顏色的光都各自是一種單色光。例如LED發(fā)的紅光的峰值波長(zhǎng)為565nm。在可見(jiàn)光的光譜中是沒(méi)有白色光的，因?yàn)榘坠獠皇菃紊猓怯啥喾N單色光合成的復(fù)合光，正如太陽(yáng)光是由七種單色光合成的白色光，而彩色電視機(jī)中的白色光也是由三基色紅、綠、藍(lán)合成。由此可見(jiàn)，要使LED發(fā)出白光，它的光譜特性應(yīng)包括整個(gè)可見(jiàn)的光譜范圍。但要制造這種性能的LED，在目前的工藝條件下是不可能的。根據(jù)人們對(duì)可見(jiàn)光的研究，人眼睛所能見(jiàn)的白光，至少需兩種光的混合，即二波長(zhǎng)發(fā)光（藍(lán)色光+黃色光）或三波長(zhǎng)發(fā)光（藍(lán)色光+綠色光+紅色光）的模式。上述兩種模式的白光，都需要藍(lán)色光，所以攝取藍(lán)色光已成為制造白光的關(guān)鍵技術(shù)，即當(dāng)前各大LED制造公司追逐的“藍(lán)光技術(shù)”。目前國(guó)際上掌握“藍(lán)光技術(shù)”的廠(chǎng)商僅有少數(shù)幾家，所以白光LED的推廣應(yīng)用，尤其是高亮度白光LED在我國(guó)的推廣還有一個(gè)過(guò)程。
　　白光LED的工藝結(jié)構(gòu)和白色光源。 對(duì)于一般照明，在工藝結(jié)構(gòu)上，白光LED通常采用兩種方法形成，第一種是利用“藍(lán)光技術(shù)”與熒光粉配合形成白光；第二種是多種單色光混合方法。這兩種方法都已能成功產(chǎn)生白光器件。 白光LED照明新光源的應(yīng)用前景。 為了說(shuō)明白光LED的特點(diǎn)，先看看目前所用的照明燈光源的狀況。白熾燈和鹵鎢燈，其光效為12～24流明/瓦；熒光燈和HID燈的光效為50～120流明/瓦。對(duì)白光LED：在1998年，白光LED的光效只有5流明/瓦，到了1999年已達(dá)到15流明/瓦，這一指標(biāo)與一般家用白熾燈相近，而在2000年時(shí)，白光LED的光效已達(dá)25流明/瓦，這一指標(biāo)與鹵鎢燈相近。有公司預(yù)測(cè)，到2005年，LED的光效可達(dá)50流明/瓦，到2015年時(shí)，LED的光效可望達(dá)到150～200流明/瓦。那時(shí)的白光LED的工作電流便可達(dá)安培級(jí)。由此可見(jiàn)開(kāi)發(fā)白光LED作家用照明光源，將成可能的現(xiàn)實(shí)。
　　普通照明用的白熾燈和鹵鎢燈雖價(jià)格便宜，但光效低（燈的熱效應(yīng)白白耗電），壽命短，維護(hù)工作量大，但若用白光LED作照明，不僅光效高，而且壽命長(zhǎng)（連續(xù)工作時(shí)間10000小時(shí)以上），幾乎無(wú)需維護(hù)。目前，德國(guó)Hella公司利用白光LED開(kāi)發(fā)了飛機(jī)閱讀燈；澳大利亞首都堪培拉的一條街道已用了白光LED作路燈照明；我國(guó)的城市交通管理燈也正用白光LED取代早期的交通秩序指示燈。可以預(yù)見(jiàn)不久的將來(lái)，白光LED定會(huì)進(jìn)入家庭取代現(xiàn)有的照明燈。
　　LED光源具有使用低壓電源、耗能少、適用性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、響應(yīng)時(shí)間短、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、多色發(fā)光等的優(yōu)點(diǎn)，雖然價(jià)格較現(xiàn)有照明器材昂貴，仍被認(rèn)為是它將不可避免地現(xiàn)有照明器件。
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LED的調(diào)光控制

　　傳統(tǒng)上，LED的調(diào)光是利用一個(gè)DC信號(hào)或?yàn)V液PWM對(duì)LED中的正向電流進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)完成的。減小LED電流將起到調(diào)節(jié)LED光輸出強(qiáng)度的作用，然而，正向電流的變化也會(huì)改變LED的彩色，因?yàn)長(zhǎng)ED的色度會(huì)隨著電流的變化而變化。許多應(yīng)用（例如汽車(chē)和LCD TV背光照明）都不能允許LED發(fā)生任何的色彩漂移。在這些應(yīng)用中，由于周?chē)h(huán)境中存在不同的光線(xiàn)變化，而且人眼對(duì)于光強(qiáng)的微小變化都很敏感，因此寬范圍調(diào)光是必需的。通過(guò)施加一個(gè)PWM信號(hào)來(lái)控制LED亮度的做法允許不改變彩色的情況下完成LED的調(diào)光。
　　人們常說(shuō)的真正彩色（True Color）PWM調(diào)光是利用一個(gè)PWM信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)LED的亮度。
　　調(diào)節(jié)LED亮度有三種常用方法：
　　（1）使用SET電阻，在LED驅(qū)動(dòng)控制IC引腳RSET兩端并聯(lián)不同的轉(zhuǎn)換電阻，使用一個(gè)直流電壓設(shè)置LED驅(qū)動(dòng)控制IC引腳RSET的電流，從而改變LED的正向工作電流，達(dá)到調(diào)節(jié)ALED發(fā)光亮度的目的。
　　（2）采用PWM技術(shù)，利用PWM控制信號(hào)，通過(guò)控制LED的正向工作電流的占空比來(lái)調(diào)節(jié)ALED的發(fā)光亮度。
　　（3）線(xiàn)性調(diào)節(jié)，最簡(jiǎn)便的方法是在LED驅(qū)動(dòng)控制C中使用外部SET電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)LED的調(diào)光控制。雖然，這種調(diào)光控制方法有效，但卻缺乏靈活性，無(wú)法讓用戶(hù)改變光強(qiáng)度。線(xiàn)性調(diào)節(jié)則會(huì)降低效率，并引起白光LED朝向黃色光譜的色彩偏移。可能是輕微的偏移，但可在敏感應(yīng)用中檢測(cè)出。
　　采用數(shù)字或叫PWM的LED調(diào)光控制法以大于100HZ的開(kāi)關(guān)工作頻率，以脈寬調(diào)制的方法改變LED驅(qū)動(dòng)電流的脈沖占空比來(lái)實(shí)理LED的調(diào)光控制，選用大于100HZ開(kāi)關(guān)調(diào)光控制頻率主要是為了避免人眼感覺(jué)到調(diào)光閃爍現(xiàn)象，在LED的PWM調(diào)光控制下，LED的發(fā)光亮度正比于PWM的脈沖占空比，在這種調(diào)光控制方法下，可以在高度調(diào)光比范圍內(nèi)保持LED的發(fā)光顏色不變，采用PWM的LED調(diào)光控制的調(diào)光比范圍可達(dá)3000：1。
　　線(xiàn)性L(fǎng)ED調(diào)光控制方法就是采用模擬調(diào)光控制方法，在模擬調(diào)光控制下，通過(guò)調(diào)節(jié)LED的正向工作電流來(lái)實(shí)現(xiàn)LED的調(diào)光控制，調(diào)光控制范圍可達(dá)10：1。
　　如果要進(jìn)一步降低LED的正向工作電流則會(huì)產(chǎn)生LED發(fā)光顏色發(fā)生變化和不能準(zhǔn)確調(diào)節(jié)控制LED的正向工作電流的問(wèn)題。