LED灯（半导体材料芯片）
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更新时间：2023-07-07
小编整理：
LED灯是一种基于半导体材料芯片的电致发光器件，由于其采用高效率、低功耗、长寿命的设计，已成为现代照明领域中的主流产品。 LED灯的芯片采用银胶或白胶固化到支架上，通过银线或金线连接芯片和电路板，四周用环氧树脂密封，具有抗震性能好的优点。此外，LED灯还具有体积小、响应速度快、色域广、节能环保等优点，因此在各种场合中得到广泛应用。 总之，LED灯作为一种新型的照明光源，具有许多优点，是一种具有广阔发展前景的半导体器件。LED灯
半导体材料芯片
基本信息
| 中文名 | LED灯 |
| 外文名 | Light-Emitting Diode Light |
| 别名 | 发光二极管 |
| 发明时间 | 上个世纪60年代 |
| 属性 | 半导体材料芯片 |
| 途径 | 银胶或白胶 |
收起
基本简介
原理
LED（LightEmittingDiode），发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。
LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光视效能的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。
对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN芯片发蓝光（λp=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射，峰值550nLED灯m。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到白光。
对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法，构造简单、成本低廉、技术成熟度高，因此运用最多。
历史
起源
20世纪60年代，科技工作者利用半导体PN结发光的原理，研制成了LED发光二极管。当时研制的LED，所用的材料是GaASP，其发光颜色为红色。经过近30年的发展，大家十分熟悉的LED，已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。然而照明需用的白色光LED仅在2000年以后才发展起来，这里向读者介绍有关照明用白光LED。
发展
最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于20世纪60年代初。当时所用的材料是GaAsP，发红光（λp=650nm），在驱动电流为20毫安时，光通量只有千分之几个流明，相应的光视效能约0.1流明/瓦。
70年代中期，引入元素In和N，使LED产生绿光（λp=555nm），黄光（λp=590nm）和橙光（λp=610nm），光视效能也提高到1流明/瓦。
到了80年代初，出现了GaAlAs的LED光源，使得红色LED的光视效能达到10流明/瓦。
90年代初，发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功，使LED的光视效能得到大幅度的提高。
在2000年，前者做成的LED在红、橙区（λp=615nm）的光效达到100流明/瓦，而后者制成的LED在绿色区域（λp=530nm）的光视效能可以达到50流明/瓦。
照明大事记
—1938荧光灯问世；
—1959卤素灯问世；
—1969第一盏LED灯(红色)；
—1976绿色LED灯；
—1993蓝色LED灯；
—1999白色LED灯；
—2000LED应用于室内照明。
—LED的开发是继白热灯照明发展历史120年以来的第二革命。
—21世纪开始，通过在自然，人类和科学之间奇妙的相遇而开发的LED，将成为光世界的创新，对人类必不可少的绿色技术光革命。
—LED将是继爱迪生发明电灯泡以来重新将开始巨大的光革命。
LED照明灯主要还是以大功率白光LED单灯为主，世界前三的LED照明灯生产厂家质保三年，大颗粒每瓦大于等于100流明，小颗粒每瓦大于等于110流明。光衰大颗粒小于3%每年，光衰小颗粒小于3%每年。
越来越多LED节能灯已经进入平常百姓家，但是尚未普及！
类型
LED照明灯具可以分为室内照明和室外照明两个部分。市面上常见的LED照明灯具类型主要有以下几种产品类型：LED大功率模组模块路灯、LED射灯、LED灯杯、LED灯座、LED灯头、LED灯带、LED灯管、LED灯具、LED灯条、LED软灯条、LED灯串、LED灯泡、LED灯珠、LED灯芯、LED芯片、LED筒灯、LED蜡烛灯、LED星星灯、LED感应灯、小功率LED灯、大功率LED灯、大功率LED节能灯、LED流星雨灯、LED空气维生素净化灯、LED声控灯、LED平板灯、LED触摸灯、LED半导体照明、LED大功率天花灯、LED防爆灯、LED管屏、LED防爆防腐防尘灯、LED固态免维护防爆灯、LED日光灯透镜、LED防爆投光灯、LED大功率灯、LED日光灯、LED电视、LED背光、LED车灯、LED补光灯、LED强光手电筒、LED投光灯、LED斗胆灯、LED玉米灯、LED埋地灯、LED橱柜灯、LED舞台灯、LED商场灯、LED车床专用灯、LED牙灯、LED矿用架线机车灯、LED防爆平台灯、LED隧道灯、其他LED分类产品。
研发难题
1、散热需求高
在散热不良的情况下，LED的寿命会大幅减少。
2、高起始成本
LED价格高，虽然说长期成本可能较低，但是较高的起始成本降低了LED的普及率。
3、演色性有待加强
萤光灯无法完全取代白炽灯的重要原因就是因为萤光灯演色性不佳（白炽灯是连续而且平滑的光谱，演色性接近100，这样的光线也有较健康护眼的特色；其他人工光源多属发射光谱，很难取代白炽灯及阳光）。中低阶LED的演色性甚至还低于萤光灯。
4、效率仍待加强
5、生产误差大
同一批生产的LED，每颗LED之间的特性（亮度、颜色、偏压…等）也有相当大的差异，必须花费相当成本分出各种LED。
6、设计理念发展
LED开发
蓝光LED技术，简单来说就是一种更为节能高效的灯光产生方式，同时也能应用到相机、手机等科技产品中。用蓝光LED技术制造的照明设备，能效更高，大大降低地球能源使用量。根据已有的数据显示，全世界的25%电力都被用于照明作用，而使用LED灯具之后，用于照明的电力降低到4%，而这无疑改变了整个世界。
从1907年LED效应发现到1993中村修二正式发明LED，再到1999年1W的LED灯正式商业化使用，LED经历了将近一百年时间的发展。在此之前，人们一直使用的是上个世纪爱迪生发明的白炽灯泡，而白炽灯泡浪费了绝大部分能量在发热上，大概有九成的电力都被浪费。
LED灯具的出现，极大地降低照明所需要的电力，同样瓦数的LED灯，所需电力只有白炽灯泡的1/10，同时LED具有寿命长、环保、免维护等优点，迅速取代白炽灯的位置。2012年，中国政府宣布，全面禁止销售和进口100瓦以上的普通照明用白炽灯，陪伴老一辈中国人几十年的白炽灯即将走到历史的尽头。
产品特点
1、节能：白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4.
2、长寿：寿命可达10万小时以上，对普通家庭照明可谓"一劳永逸"。
3、可以工作在高速状态：节能灯如果频繁的启动或关断，灯丝就会发黑，很快的坏掉，所以更加安全。
4、固态封装，属于冷光源类型。所以它很好运输和安装，可以被装置在任何微型和封闭的设备中，不怕振动。
5、led技术正日新月异的在进步，它的发光效率正在取得惊人的突破，价格也在不断的降低。一个白光LED进入家庭的时代正在迅速到来。
6、环保，没有汞的有害物质。LED灯泡的组装部件可以非常容易的拆装，不用厂家回收都可以通过其它人回收。
7、配光技术使LED点光源扩展为面光源，增大发光面，消除眩光，升华视觉效果，消除视觉疲劳。
8、透镜与灯罩一体化设计。透镜同时具备聚光与防护作用，避免了光的重复浪费，让产品更加简洁美观。
10、节能显著。采用超高亮大功率led光源，配合高效率电源，比传统白炽灯节电80%以上，相同功率下亮度是白炽灯的10倍。
11、超长寿命50,000小时以上，是传统钨丝灯的50倍以上。LED采用高可靠的先进封装工艺—共晶焊，充分保障LED的超长寿命。
12、无频闪。纯直流工作，消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳。
13、绿色环保。不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染。
14、耐冲击，抗雷力强，无紫外线（UV）和红外线（IR）辐射。无灯丝及玻璃外壳，没有传统灯管碎裂问题，对人体无伤害、无辐射。
15、低热电压下工作，安全可靠。表面温度≤60℃（环境温度Ta=25℃时）。
16、宽电压范围，全球通用LED灯。85V~264VAC全电压范围恒流，保证寿命及亮度不受电压波动影响。
17、采用PWM恒流技术，效率高，热量低，恒流精度高。
19、通用标准灯头，可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯。
很明显，只要LED灯的成本随led技术的不断提高而降低。节能灯及白炽灯必然会被LED灯具所取代。
国家越来越重视照明节能及环保问题，已经在大力推行使用LED灯具了。
优缺点
*散热问题，如果散热不佳会大幅缩短寿命。
*低端LED灯的省电性还是低于节能灯（冷阴极管，CCFL）。
*初期购买成本较高。
*因LED光源方向性很强，灯具设计需要考虑LED特殊光学特性。
以下针对霓虹灯与LED灯相关比较，加入最新的LED技术进去比较，不是之前大家在网络中见到的那份资料。
1.LED光源有100000小时寿命吗?
按光衰7%，实际只有约50000小时。按光衰3%，实际运用可以达到80000小时。
2.LED不会发热吗?
会，需散热。
3.LED可取代白炽灯吗?
光通量，光效和显色性可以，但太贵且近几年不会有所下降。但可以通过提高产品的光通量从而降低替换白炽灯的成本。
4.LED可作普通光源简单地使用吗?
不行，要驱动电源，光学LED灯和热传导配合。
5.二种光源性能和优点比较
霓虹灯的优势已被LED覆盖，但LED灯价太高。
6.二种光源的电源比较
LED低压好，但载电流过大。大颗粒1瓦的LED单灯输入电流在350mA。
7.二种光源的控制技术比较
LED易实现，但霓虹灯成熟。
8.二种光源的稳定性比较
9.二种光源的价格比较
LED较贵，但黄色和红色已相当，主要贵的是LED白光。
10.二种光源户外使用比较
LED灯已经能做到完全防水、防尘。
11.二种光源市场的比较
全球照明产品年产值420亿美元(中国150亿美元)LED光源现比例小于1%。
优势
1、高效节能
一千小时仅耗几度电（普通60W白炽灯十七小时耗1度电，普通10W节能灯一百小时耗1度电）
2、超长寿命
半导体芯片发光，无灯丝，无玻璃泡，不怕震动，不易破碎，使用寿命可达五万小时（普通白炽灯使用寿命仅有一千小时，普通节能灯使用寿命也只有八千小时）
3、健康
光线健康光线中不含紫外线和红外线，不产生辐射（普通灯光线中含有紫外线和红外线）
4、绿色环保：
5、保护视力
直流驱动，无频闪（普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪）
6、光效率高
发热小10%的电能转化为可见光（普通白炽灯95%的电能转化为热能，仅有5%电能转化为光能）
7、安全系数高
所需电压、电流较小，发热较小，不产生安全隐患，于矿场等危险场所
8、市场潜力大
低压、直流供电，电池、太阳能供电，于边远山区及野外照明等缺电、少电场所。
对比
1、LED灯在交流电驱动下和普通白炽灯一样会有频闪现象，而普通节能灯没有频闪现象。频闪会使眼睛容易疲劳。
2、每个LED灯泡的光线过亮，会强烈刺激眼睛，不可直视，哪怕短时间，而普通节能灯相对要柔和些！
3、照射角度有限制，一般只能照射120°，而普通节能灯几乎可照射360°。
4、照射房间的亮度并不比节能灯出色，因为led只在直视的狭小角度内有高亮度，而偏离该角度后光线迅速减弱。
因此，LED节能灯作为室内照明灯具的优势未必比普通节能灯明显，但作为电筒、台灯、射灯等只需照射狭小角度的灯具使用时还是非常优秀的。
选购
2、抗静电能力抗静电能力强的LED，寿命长，因而价格高。通常抗静电大于700V的LED才能用于LED灯饰。
3、波长一致的LED，颜色一致，如要求颜色一致，则价格高。没有LED分光分色仪的生产商很难生产色彩纯正的产品。
5、发光角度用途不同的LED其发光角度不一样。特殊的发光角度，价格较高。如全漫射角，价格较高。
6、寿命不同品质的关键是寿命，寿命由光衰决定。光衰小、寿命长，寿命长，价格高。
7、晶片LED的发光体为晶片，不同的晶片，价格差异很大。日本、美国的晶片较贵，一般台湾及国产的晶片价格低于日、美（CREE）。
8、晶片大小晶片的大小以边长表示，大晶片LED的品质比小晶片的要好。价格同晶片大小成正比。
9、胶体普通的LED的胶体一般为环氧树脂，加有抗紫外线及防火剂的LED价格较贵，高品质的户外LED灯饰应抗紫外线及防火。每一种产品都会有不同的设计，不同的设计适用于不同的用途，LED灯饰的可靠性设计方面包含：电气安全、防火安全、适用环境安全、机械安全、健康安全、安全使用时间等因素。从电气安全角度看，应符合相关的国际、国家标准。
主要特点
日光灯工作特点：灯管开始点燃时需要一个高电压，正常发光时只允许通过不大的电流，这时灯管两端的电压低于电源电压。
日光灯管两端装有灯丝，玻璃管内壁涂有一层均匀的薄萤光粉，管内被抽成真空度10-3-10-4毫米汞柱以后，充入少量惰性气体，同时还注入微量的液态水银。电感镇流器是一个铁芯电感线圈，电感的性质是当线圈中的电流发生变化时，则在线圈中将引起磁通的变化，从而产生感应电动势，其方向与电流的方向相反，因而阻碍着电流变化。
起辉器在电路中起开关作用，它由一个氖气放电管与一个电容并联而成，电容的作用为消除对电源的电磁的干扰并与镇流器形成振荡回路，增加启动脉冲电压幅度。放电管中一个电极用双金属片组成，利用氖泡放电加热，使双金属片在开闭时，引起电感镇流器电流突变并产生高压脉冲加到灯管两端。
当日光灯接入电路以后，起辉器两个电极间开始辉光放电，使双金属片受热膨胀而与静触极接触，于是电源、镇流器、灯丝和起辉器构成一个闭合回路，电流使灯丝预热，当受热时间1-3秒后，起辉器的两个电极间的辉光放电熄灭，随之双金属片冷却而与静触极断开，当两个电极断开的瞬间，电路中的电流突然消失，于是镇流器产生一个高压脉冲，它与电源叠加后，加到灯管两端，使灯管内的惰性气体电离而引起弧光放电，在正常发光过程中，镇流器的自感还起着稳定电路中电流的作用。
led日光灯以质优、耐用、节能为主要特点，投射角度调节范围大，15W的亮度相当于普通40W日光灯。抗高温、防潮防水、防漏电。使用电压有:110V、220V可选，外罩可选玻璃或PC材质。灯头与普通日光灯一样。
LED日光灯采用最新的LED光源技术，数位化外观设计，节电高达70%以上，12W的LED日光灯光强相当于40W的日光灯管（用于镇流器和启辉器，36W的日光灯真正的耗电量为42W至44W）。LED日光灯寿命为普通灯管的10倍以上，几乎免维护，无须经常更换灯管、镇流器、启辉器。绿色环保的半导体电光源，光线柔和，光谱纯，有利于使用者的视力保护及身体健康。6000K的冷光源给人视觉上清凉的感受，人性化的照度差异设计，更有助于集中精神，提高效率。
目前，LED日光灯和普通日光灯对比来说
缺点
1，价格贵。2，目前能普遍做到的光效率和理论光效率还有很大差距。3，目前能做到的寿命和理论寿命（10w小时）还有很大差距。4，还是有一定的发热量。5，光衰还可以大幅度缩小。6，有辐射。
不过这些缺点都可以通过工艺的改进克服，所以即使目前LED光源还不能完全取代现有传统光源，但随着技术的发展，日后一定是LED的天下。
LED用途
1．可见光的光谱和LED白光的关系。众所周之，可见光光谱的波长范围为380nm～760nm，是人眼可感受到的七色光——红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，但这七种颜色的光都各自是一种单色光。例如LED发的红光的峰值波长为565nm。在可见光的光谱中是没有白色光的，因为白光不是单色光，而是由多种单色光合成的复合光，正如太阳光是由七种单色光合成的白色光，而彩色电视机中的白色光也是由三基色红、绿、蓝合成。由此可见，要使LED发出白光，它的光谱特性应包括整个可见的光谱范围。但要制造这种性能的LED，在目前的工艺条件下是不可能的。根据人们对可见光的研究，人眼睛所能见的白光，至少需两种光的混合，即二波长发光（蓝色光+黄色光）或三波长发光（蓝色光+绿色光+红色光）的模式。上述两种模式的白光，都需要蓝色光，所以摄取蓝色光已成为制造白光的关键技术，即当前各大LED制造公司追逐的“蓝光技术”。目前国际上掌握“蓝光技术”的厂商仅有少数几家，所以白光LED的推广应用，尤其是高亮度白光LED在我国的推广还有一个过程。
2．白光LED的工艺结构和白色光源。对于一般照明，在工艺结构上，白光LED通常采用两种方法形成，第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光；第二种是多种单色光混合方法。这两种方法都已能成功产生白光器件。第一种方法产生白光的系统如图1所示，图中LEDGaM芯片发蓝光（λp=465nm），它和YAG（钇铝石榴石）荧光粉封装在一起，当荧光粉受蓝光激发后发出黄色光，结果，蓝光和黄光混合形成白光（构成LED的结构如图2所示）。第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起，通过各色光混合而产生白光。
3．白光LED照明新光源的应用前景。为了说明白光LED的特点，先看看目前所用的照明灯光源的状况。白炽灯和卤钨灯，其光效为12～24流明/瓦；荧光灯和HID灯的光效为50～120流明/瓦。对白光LED：在1998年，白光LED的光效只有5流明/瓦，到了1999年已达到15流明/瓦，这一指标与一般家用白炽灯相近，而在2000年时，白光LED的光效已达25流明/瓦，这一指标与卤钨灯相近。有公司预测，到2005年，LED的光效可达50流明/瓦，到2015年时，LED的光效可望达到150～200流明/瓦。那时的白光LED的工作电流便可达安培级。由此可见开发白光LED作家用照明光源，将成可能的现实。
LED灯
LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点，虽然价格较现有照明器材昂贵，仍被认为是它将不可避免地替代现有照明器件。
色温及颜色
光源的色温：人们用与光源的色温相等或相近的完全辐射体的绝对温度来描述光源的色表（人眼直接观察光源时所看到的颜色）又称光源的色温。色温是以绝对温度K来表示。不同的色温会引起人们在情绪上不同的反应，我们一般把光源的色温分成三类：
a.暖色光：暖色光的色温在3300K以下，.暖色光与白炽灯光色相近，红光成分较多，给人以温暖、健康、舒适的感觉，适用于家庭、住宅、宿舍、医院、宾馆等场所，或温度比较低的地方。
b.暖白光：又叫中间色，它的色温在3300K－5300K之间。.暖白光光线柔和，使人有愉快、舒适、安详的感觉，适用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所。
c.冷色光：又叫日光色，它的色温在5300K以上，光源接近自然光，有明亮的感觉，使人精力集中，适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。
演色性：光源对物体颜色呈现的程度称为演色性，也就是颜色的逼真的程度，演色性高的光源对颜色的表现较好，我们所看到的颜色也就较接近自然颜色，演色性低的光源对颜色的表现较差，我们所看到的颜色偏差也较大。
为何会有演色性高低之分呢？其关键在于该光线之分光特性，可见光之波长在380nm至780nm之范围内，也就是我们在光谱中见到的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光的范围，如果光源所放射的光之中所含的各色光的比例与自然光相近，则我们眼睛所看到的颜色也就较为逼真。
我们一般以显色指数为表征显色性。标准颜色在标准光源的辐射下，显色指数定为100。当色标被试验光源照射时，颜色在视觉上的失真程度，就是这种光源的显色指数。显色指数越大，则失真越少，反之，失真越大，显色指数就越小。不同的场所对光源的显色指数要求是不一样的。在国际照明协会中一般把显色指数分成五类：
类别Ra适用范围
1A>90美术馆、博物馆及印刷等行业及场所
2B80—90家庭、饭馆、高级纺织工艺及相近行业
260—80办公室、学校、室外街道照明
340—60重工业工厂、室外街道照明
420—40室外道路照明及一些要求不高的地方
LED发展史
LED灯
PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。高光效、低光衰大功率LED，已广泛应用于路灯、工矿灯、隧道灯、射灯、日光灯等诸多照明领域，深受业界一致好评。
1.采用固态半导体器件晶片自主封装发光效率高，1W的亮度可达到普通日光灯3W的效果，节约60%的电量，具有良好的光衰表现，耐高温pc塑料材料精制。
4.透镜经过特殊方法处理保证不会掉落。
5.用途
光源的特点
①新型绿色环保光源：LED运用冷光源，眩光小，无辐射，使用中不产生有害物质。LED的工作电压低，采用直流驱动方式，超低功耗（单管0.03~0.06W），电光功率转换接近100%，在相同照明效果下比传统光源节能80%以上。LED的环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，而且废弃物可回收，没有污染，不含汞元素，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。
②寿命长：LED为固体冷光源，环氧树脂封装，抗震动，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万~10万小时，是传统光源使用寿命的10倍以上。LED性能稳定，可在-30~+50oC环境下正常工作。
③多变换：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256X256X256（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。
④高新技术：与传统光源的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品，成功地融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术和嵌入式控制技术等。传统LED灯中使用的芯片尺寸为0.25mmX0.25nm，而照明用LED的尺寸一般都要在1.0mmX1.0mm以上。LED裸片成型的工作台式结构、倒金字塔结构和倒装芯片设计能够改善其发光效率，从而发出更多的光。LED封装设计方面的革新包括高传导率金属块基底、倒装芯片设计和裸盘浇铸式引线框等，采用这些方法都能设计出高功率、低热阻的器件，而且这些器件的照度比传统LED产品的照度更大。
目前一个典型的高光通量LED器件能够产生几流明到数十流明的光通量，更新的设计可以在一个器件中集成更多的LED，或者在单个组装件中安装多个器件，从而使输出的流明数相当于小型白炽灯。例如，一个高功率的12芯片单色LED器件能够输出200lm的光能量，所消耗的功率在10~15W之间。
LED光源的应用非常灵活，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；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。LED已经被广泛应用于各种照明设备中，如电池供电的闪光灯、微型声控灯、安全照明灯、室外道路和室内楼梯照明灯以及建筑物与标记连续照明灯。
白光LED的出现，是LED从标识功能向照明功能跨出的实质性一步。白光LED最接近日光，更能较好地反映照射物体的真实颜色，所以从技术角度看，白光LED无疑是LED最尖端的技术。目前，白光LED已开始进入一些应用领域，应急灯、手电筒、闪光灯等产品相继问世，但是由于价格十分昂贵，故而难以普及。白光LED普及的前提是价格下降，而价格下降必须在白色LED形成一定市场规模后才有可能，两者的融合最终有赖于技术进步。
选购常识
一般用户买灯时只看亮度，行业专家表示，LED灯并非越亮越好。“灯的色温会有标识，色温越高，光效越高，看起来越亮。其实，低色温看起来更舒适，成本也更高。”业内人士解释说，早上和傍晚的太阳光色温在3000K~3500K，比较柔和，中午上升为4000K~4500K，而白炽灯和荧光灯的色温在6200K左右。据悉，一般家用的LED灯为3~7瓦，国内的光源(仅指LED颗粒)价格在2~3元/瓦，因此4瓦的球泡价位在20~50元左右。
商业运用
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，人们对商业空间的要求也越来越高。照明是店铺空间的重要组成部分之一，灯光设计能够吸引和引导消费者的目光。
通过空间光环境的塑造，塑造出引人入胜的展示空间和展示形象，采用多种照明手法展示店铺主题形象，让人产生联想，唤起消费者的共鸣，建立与消费者互通的情感交流。
1、食品店
食品店由食品摆放的差别分为柜台式和立柜式销售模式，不同的模式所采用照明方式也不同。由于食品本身的体积较小，色彩比较丰富，其照明的强度和显色要求较高。食品店一般由分柜台销售区、收银区和通道区组成。
推荐产品配置：柜台销售区：立柜销售区：收银区：通道区：
西点店铺以经营面包、蛋糕为主，展示上就要求高显色，强调色泽鲜亮、新鲜等因素，对照明的要求较高。在满足上述展示的重点因素外，还需要营造一个舒适的购物环境。同时就西点店铺衍生出的就餐区域，照明应同时考虑功能性和就餐、休闲氛围的营造。
推荐产品配置：展示区：收银区：通道区：就餐区：
3、通讯店
通讯行业的终端模式分为两类：一类是大卖场，一类是专卖店，以柜台形式销售。功能上分为：通道区、柜台和销售区。
单一品牌即有销售功能，又承载了品牌推广和服务功能，可分为销售区、入口形象区、体验区、售后服务区。
4、7istore
LED照明的应用十分广泛，其耗能低、节能环保，最主要的是无汞，一支含汞光源破碎后，会立即向周围散发汞蒸气，瞬间可使周围空气中的汞浓度超标，危害大家健康，7istore的LED产品信誉保障。
节能特性
LED光效：可发到50-200流明/瓦，而且发光的单色性好，光谱窄，无需过滤，可直接发出有色可见光。
2.LED光源耗电量少
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毫安反映速度快，可在高频操作，用在同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯的万分之一，荧光管的二分之一，日本估计，如采用光效比荧光灯还要高2倍的LED替代日本一半的白炽灯和荧光灯、每年可节约相当于60亿升原油，同样效果的一支日光灯40多瓦，而采用LED每支的功率只有18瓦。
3.LED光源使用寿命长
白炽灯、荧光灯、卤钨灯是采用电子光场辐射发光，灯丝发光易烧，热沉积、光衰减等特点，而采用LED灯体积小，重量轻，环氧树脂封装，可承受高强机械冲击和震动，不易破碎，平均寿命达3-5万小时，LED灯具使用寿命可达3-5年，可以大大降低灯具的维护费用避免经常换灯之苦。
4.安全可靠性强
5.LED光源有利环保
生产白光LED技术目前有三种：一种，利用三基色原理和已能生产的红、绿、蓝三种超高亮度LED按光强3:1:6比例混合而成白色，二种，利用超高度InGan蓝色LED，其管总上加少许的钇钻石榴为主体的荧光粉、它能在蓝光激发下产生黄绿光、而此黄绿光又可与透出的蓝光合成白光，三种是不可制紫外光LED，采用紫外光激三基色荧光粉或其他荧光粉，产生多色混合而成的白光。
6.LED光源更节能
当然，节能是我们考虑使用LED的最主要原因，也许LED要比传统光源昂贵，但是用一年时间的节能收回光源的投资，从而获得4-9年中每年几倍的节能净收盖期。
灯外壳
LED灯有高效、环保、寿命长的特点。但是常用LED灯的人会发现，LED由于光亮度特别大，很容易使得光能变成热能，使得LED灯很热。这时，如果LED等不能尽快散热，它的寿命就会大大的减少。
很多LED厂家采用铝制外壳给LED灯具。铝外壳容易散热，外观精美，重量轻巧，很多高端电子产品都用铝制外壳。比如说公司的笔记本电脑”MacPro”高端电脑系列产品采用全铝制外壳，易于笔记本电脑散热，这样电脑甚至连风扇都不用装。
LED采用铝外壳可以增加灯芯的寿命，使LED灯看起来美观。但是铝制灯杯造价比较贵，制作成本很高，灯杯需要用车床来进行加工。所以，一些高质量、中质量的LED灯会采用铝灯壳。
另外一种常见的LED灯具外壳是塑料外壳。由于塑料壳的造价很低，一些低端的LED灯具会采用塑料外壳。但是塑料壳不容易散热，塑料遇热时也容易融化、升华产生有害气体。所以，欧洲、北美、日本都不采用塑料外壳。由于国内部分地区大批量需求廉价LED灯，塑料外壳在国内销售量很大。
家用灯
很多LED灯均可取代螺旋式热炽灯或省电灯泡，由5-40瓦特，低功率的热炽灯，至60瓦特（只需约需7瓦特电力）。截至2010年，有些灯甚至能取代更高功率的灯泡，例如一颗13瓦特的灯泡就与100瓦特热炽灯的光度相约。（一般的热炽灯光视效能标准，约为14至17流明/瓦特，视乎其大小和电压而定。根据欧盟标准，一颗与60瓦特热炽灯等效的“节能灯泡”，最少要能输出806流明。）
特殊用途
选购指南
1、选购有"三包"承诺的LED灯，选购有CCC认证标志的灯具；
2、要看LED灯产品标识是否齐全，正规产品应标识；
3、看LED灯电源线是否有CCC安全认证标志；
4、看灯具带电体是否外露，光源装入灯座后，手指应不能触及带电的金属灯头；
5、看LED芯片是否方位准确，透镜或屏幕是否有磨损。
损坏原因
1.电流的电压不稳定，供电电压升高特别容易造成LED灯的毁坏，电压突然升高的原因很多，电源的质量问题，或者用户的不当使用等等原因都可能让供电的电源电压突然升高。
4.灯具的散热效果不好，我们都知道灯管发光就是一个散热的过程，如果灯具内的温度过高就容易使LED的特性变坏。这样也容易对LED灯造成损坏。
5.还有可能是灯具里面进水了，因为水是导电的，这样就会使灯具的线路短路。
6.装配的时候没有做好防静电的工作，使LED的内部已经被静电所伤害。尽管施加的是正常电压和电流值，也是极易造成LED的损坏。
LED灯闪烁的常见原因与处理办法
通常人眼能够感知到频率达70Hz的光闪烁，高于这个频率则不会感知。故在LED照明应用中，如果脉冲信号出现频率低于70Hz的低频分量，人眼就会感受到闪烁。当然，在具体应用中，有多种因素可能导致LED灯闪烁。例如，在离线式低功率LED照明应用中，一种常见的电源拓扑结构是隔离型反激拓扑结构。以符合“能源之星”固态照明标准的8W离线型LED驱动器GreenPoint®参考设计为例，由于反激稳压器的正弦方波功率转换并未给初级偏置提供恒定能量，动态自供电(DSS)电路可能会激活并引发光闪烁。为了避免这个问题，必须使初级偏置能够在每个半周期部分放电，相应地，需要恰当选择构成这偏置电路的电容和电阻的量值。
另外，即使是在使用提供极佳功率因素校正、支持TRIAC调光的LED驱动应用中，也要求电磁干扰(EMI)滤波器。由TRIAC阶跃(step)引起的瞬态电流会激发EMI滤波器中电感和电容的自然谐振。如果这谐振特性导致输入电流降至TRIAC维持电流之下，TRIAC将会关闭。短暂延时后，TRIAC通常又会导通，激发同样的谐振。在输入电源波形的一个半周期内，这系列事件可能会重复多次，从而形成可见的LED闪烁。为了应对这个问题，TRIAC调光的一项关键要求就是EMI滤波器的输入电容极低，且这电容要能够通过TRIAC及绕线阻抗解耦。根据公式，调光模块中电容减小的话，就能够增大谐振电路的电阻，原理上就抑制振荡，恢复想要的电路工作。
关注几点
1、小心低价陷阱，LED光源价格差别很大，同颜色同亮度的LED，价格上都能相差几倍。这种差距主要体现在LED的可靠性和光衰、外观工艺等性能上面。价格低的LED其芯片尺寸较小，电极比较粗糙，所使用的材料（荧光粉及胶水）较差，耐电流、温湿度变化差，光衰快、寿命短，所以一味追求低价可能得不偿失。 2、认清相关标准，从安全角度看，产品应符合相关的国际、国家标准。由于LED是新产品，中国国家标准滞后，仅提供产品合格测试。所以国际安全认证（如GS、CE、UL等）才是衡量LED灯品质的标准，同时拥有国际安全认证和国家产品质量合格证的厂家并不多，采购时需要仔细鉴别证书真伪。有国际安全认证的产品，价格一般较高。 3、选用恒流电源的LED灯，LED驱动电源的电阻、电容、IC等元器件价格差别很大，整个电源所采用的方案和线路本身设计的合理性都会直接影响产品的质量。有的驱动电源只是恒压，并没有做到恒流，而LED灯必须要恒流才能更好的确保品质和使用寿命。所以，采购时这一点需要额外注意，特别是对大功率LED灯。
封装介绍
封装解释
封装流程
一般led封装必须经过扩晶-固晶-焊线-灌胶-烘干-切脚-分光分色等流程
封装材料
led的主要封装材料有：芯片、金线、支架、胶水等
封装设备
封装好坏
led灯的好坏指标：发光角度、亮度、颜色（波长）一致性、抗静电能力、抗衰减能力、防水能力、显色指数等
led灯的封装材料：led封装材料是led灯好坏的直接因素，也是最基本的因素，led灯是几种主要材料的组合，一颗好的led灯必须是所有封装材料与生产技术的组合
led灯的封装技术：一般全自动设备封装要比手工封装的要好，封装的技术水平也是led灯封装的好坏的主要因素，同样的材料不同的生产厂家生产出来的产品有很大的差别
灯的选购
外观
参数
亮度根据电压、电流、透镜、LED灯工作环境等因素而不同
红灯波长
620nm-625nm，
绿灯波长
520nm-525nm，
蓝灯波长
465nm-470nm。
LED射灯：
产品特性及优点：
1、采用全自动封装设备，进口封装技术，寿命可达50000小时（10年）以上；
2、采用最先进的二次配光技术，最佳光学分配，灯具输出光率可达90%以上；
3、稳压怀驱动器，功率因数在0.95以上，电源效率在92%以上；
5、LED光源可选颜色：红、黄、蓝、绿、白、单颗七色全彩，可选发光角度在15°~120°；
6、功耗低，寿命长，安装，造型别致优雅、防尘，防漏电，防腐蚀；
7、外形美观大方、绿色、节能、环保，可在-40℃~50℃环境温度下正常使用；
LED灯具的安规要求
LED具有节能、环保的优势，在灯具产业的发展已成为主要趋势。由于LED所使用的技术及产品属性已与传统灯具大不相同，因此现行的一般灯具安全标准规范显然已不适用。为协助业者正视此项议题，本期将以LED灯具所使用的技术、可能应用的范畴、及UL所使用的安全评估来对此进行说明。
LED灯具技术及特性
所谓的LED灯具，顾名思义，是指灯具产品采用LED(Light-emittingDiode，发光二极管)技术作为主白光LED灯具(16张)要的发光源。LED是一种固态的半导体组件，其利用电流顺向流通到半导体p-n结耦合处，再由半导体中分离的带负电的电子与带正电的电洞两种载子相互结合后，而产生光子发射，不同种类的LED能够发出从红外线到蓝光之间、与紫光到紫外线之间等不同波长的光线。近几年的新发展则是在蓝光LED上涂上萤光粉，将蓝光LED转化成白光LED产品。此项操作一般需要搭配驱动电路(LEDDriver)或电源供应器(PowerSupply)，驱动电路或电源供应器的主要功能就是将交流电压转换为直流电源，并同时完成与LED相符合的电压和电流，以驱动相配合的组件。
LED灯具的灯泡体积小、重量轻，并以环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎，且亮度衰减周期长，所以其使用寿命可长达50,000-100,000小时，远超过传统钨丝灯泡的1,000小时及萤光灯管的10,000小时。由于LED灯具的使用年限可达5~10年，所以不仅可大幅降低灯具替换的成本，又因其具有极小电流即可驱动发光的特质，在同样照明效果的情况下，耗电量也只有萤光灯管的二分之一，因此LED也同时拥有省电与节能的优点。不过因为LED的部份技术尚嫌不足，所以起初使用在灯具上的缺点包括光品质(演色性、一致性、色温)较差、散热不易、且价格偏高，而其中不当的散热，则会导致LED灯具的亮度及电路零组件使用寿命加速衰减。制造技术突飞猛进，上述缺点，包括LED的热阻逐渐降低、光品质也在提升中。2008年，除了LED白冷光的发光效率已达到100Lm/W，而LED暖白光的发光效率，预计在2010年，也可从的70Lm/W提高至100Lm/W。与其它通用光源相较，钨丝灯泡约15Lm/W、萤光日光灯约45~60Lm/W、HID灯约120~150Lm/W，LED的发光效率显然已渐具优势；以下是针对LED及其它常见灯具的灯性比较：
照明方式特点
白光LED热源少、操作环境广、小型化、耐震动、光束集中
日光（萤光）灯萤光灯省电、但废弃物易碎有汞污染等问题
白炽钨丝灯泡低效率、高耗电、寿命短、易碎
应用方向
1.建筑物外观照明
对建筑物某个区域进行投射，无非是使用控制光束角的圆头和方头形状的投光灯具，这与传统的投光灯具概念完全一致。但是，由于LED光源小而薄，线性投射灯具的研发无疑成为LED投射灯具的一大亮点，因为许多建筑物根本没有出挑的地方放置传统的投光灯。它的安装便捷，可以水准也可以垂直方向安装，与建筑物表面更好地结合，为照明设计师带来了新的照明语汇，拓展了创作空间。并将对现代建筑和历史建筑的照明手法产生了影响。
2.景观照明
由于LED不像传统灯具光源多是玻璃泡壳，它可以与城市街道家具很好的有机结合。可以在城市的休闲空间如路径、楼梯、甲板、滨水地带、园艺进行照明。对于花卉或低矮的灌木，可以使用LED作为光源进行照明。LED隐藏式的投光灯具会特别受到青睐。固定端可以设计为插拔式，依据植物生长的高度，进行调节。
3.标识与指示性照明
需要进行空间限定和引导的场所，如道路路面的分隔显示、楼梯踏步的局部照明、紧急出口的指示照明，可以使用表面亮度适当的LED自发光埋地灯或嵌在垂直墙面的灯具，如影剧院观众厅内的地面引导灯或座椅侧面的指示灯，以及购物中心内楼层的引导灯等。另外，LED与霓虹灯相比，由于是低压，没有易碎的玻璃，不会因为制作中弯曲而增加费用，值得在标识设计中推广使用。
4.室内空间展示照明就照明品质来说，由于LED光源没有热量、紫外与红外辐射，对展品或商品不会产生损害，与传统光源比较，灯具不需要附加滤光装置，照明系统简单，费用低廉，易于安装。其精LED灯效果图确的布光，可作为博物馆光纤照明的替代品。商业照明大都会使用彩色的LED，室内装饰性的白光LED结合室内装修为室内提供辅助性照明，暗藏光带可以使用LED，对于低矮的空间特别有利。
5.娱乐场所及舞台照明
由于LED的动态、数字化控制色彩、亮度和调光，活泼的饱和色可以创造静态和动态的照明效果。从白光到全光谱中的任意颜色，LED的使用在这类空间的照明中开启了新的思路。长寿命、高流明的维持值（10，000小时后仍然维持90%的光通），与PAR灯和金卤灯的50～250小时的寿命相比，降低了维护费用和更换光源的频率。另外，LED克服了金卤灯使用一段时间后颜色偏移的现象。与PAR灯相比，没有热辐射，可以使空间变得更加舒适。LED彩色装饰墙面在餐饮建筑中的应用已蔚然成风。
6.视频屏幕
全彩色LED显示屏是当今世界上最为引人注目的户外大型显示装置，采用先进的数字化视频处理技术，有无可比拟的超大面积与超高亮度。另外屏幕上装有的led灯还可以根据不同的户内外环境，采用各种规格的发光像素，实现不同的亮度、色彩、分辨率，以满足各种用途。它可以动态显示图文动画信息，利用多媒体技术，可播放各类多媒体文件。世界上最有影响的LED显示屏，当属美国曼哈顿时代广场纽约证券交易所，总计使用了18,677,760只LED，面积为10,736平方英尺。屏幕可以划分成多个画面，而同时显示，将华尔街股市的行情一目了然呈现在公众面前。另外崛起在上海浦东陆家嘴金融中心的震旦国际总部，整个朝向浦西的建筑立面镶上了长100m的超大型LED屏，总计面积达到3600平方米。堪称世界第一。
7.车辆指示灯照明
用于车辆道路交通LED导航信息显示。在城市交通、高速公路等领域，LED作为可变指示灯以及照明作用等，替代国外同类产品，得到普遍采用。其中电力调度、车辆动态跟踪、车辆调度管理等，也在逐步采用高密度的LED显示屏起到指示灯照明作用。
预防办法
1)LED的漏电流过大造成PN结失效，使LED灯灯饰点不亮，这种情况一般不会影响其它的LED灯的工作
2)LED灯的内部连接引线断开，造成LED无电流通过而产生死灯，这种情况会影响其它的LED灯的正常工作
人体静电对LED的损害也是很大的，工作时应穿防静电服装，配带静电环，静电环应接地良好，有一种不须要接地的静电环防静电的效果不好，建议不使用配带该种产品，如果工作人员违反操作规程，则应接受相应的警示教育，同时也起到告示他人的作用。人体带静电的多少，与人穿的不同面料衣服、及各人的体质有关，秋冬季黑夜我们脱衣服就很容易看见衣服之间的放电现象，这种静电放电的电压就有三千伏。
有些企业采用手工焊接，使用40瓦普通烙铁，焊接温度无法控制，烙铁温度在300-400℃以上，过高的焊接温度也会造成死灯，LED引线在高温下膨胀系数比在150℃左右的膨胀系数高好几倍，内部的金丝焊点会因为过大的热胀冷缩将焊接点拉开，造成死灯现象。
防止损坏
LED之所以有很长的寿命，也只是相对于在比较适合的工作环境，而造成LED灯饰损坏的主要有两种成因：一是过电冲击，就是LED上施加的电流超过该LED技术数据手册中的最大额定电流，包括过压引起的过电冲击；另一种是过热损伤。可是我们在现实中该怎么防止LED灯饰被损坏呢？
其次，做好散热系统，如今国内对于LED散热系统的相关技术还不是很成熟，而过大的热量会直接导致LED灯饰内部器件损坏，从而导致LED灯饰失效。
参考资料
[1]
LED灯的特点、应用与展望 · 中国知网[引用日期2020-06-26]
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