LED装饰灯

特点

　　LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源,它有着广泛的用途。

        体积小

　　LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面,所以它非常的小,非常的轻。耗电量低LED耗电非常抵，一般来说LED的工作电压是2-3.6V。工作电流是0.2-0.03A。这就是说：它消耗的电不超过0.1W。使用寿命长在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时。高亮度、低热量因为LED特别的构成材料在电子转移的过程中LED释放的能量主要集中在可见光的范围内，不像其他的钨丝灯泡，它发出的电磁能很多集中在红外线区，这些令人感觉到非常的热，也就是说LED几乎把所有的电能都转化为光能，所以LED是高效能、低热量的产品。现在市面上最好的LED是每瓦32流明，这几科是钨丝灯泡的两倍，而且人们可以预测到每瓦发出60流明，像荧光灯一样亮的LED将会在2004年出现。环保LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含有水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。坚固耐用LED是被完全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，这些特点使得LED可以说是不易损坏的

　　装饰类

　　因为它的色彩很丰富，体积小、耐用、节能，LED非常的适合于装饰用途。

　　把它安装在电路板上或者柔性电缆上或者其他的材料上，LED可以用做字母灯、标志牌、轨道灯、灯管等等的光源。照明随着LED技术的发展，一个组合LED以某种方式安装起来，它可以发出足够于室内照明的光线，例如可以用做：夜灯、台灯、花园灯等显示屏LED的一个很典型的用途是用做信息的显示和大屏幕显示，它们都广泛的用于体育场、机场、商业中心等等。目前世界上最大的LED显示器是在纽约曼哈顿时代广场上。LED背光源因为LED的体积非常小、耗电低，所以很适合作为液晶显示的背光源。颜色颜色的单一性是LED的内在特征，它在一个很窄的频率内发出很纯的颜色，这种颜色是用波长（LPK）来计算（NM）的。波长是LED晶片材料的一种内在的特性，不同的材料会有不同的波长，也就是有不同的颜色。我们知道白光是所有颜色的一个综合休，但是人们的眼睛不需要光谱里所有颜色的综合，仅需要三种色（红、绿、蓝）。基于这种原理，人们想了很多方法去制造白光LED，最典型的一种制造方法就是把稼锌型的蓝光LED埋在一个会发黄光的荧光粉里面去。

　　亮度和视角

　　LED光输出量会随着它的芯片的类型和封装方法的不同以及其他的一些区别而变化。但是在国际上没一个有统一的标准去衡量它的亮度。一般来说LED的发光总量是以轴向的一个光点上的高度值来衡量的，并且用（MCD）烛来表示。一个有很高度度值的LED并不代表它的光输出量就很高，要计算出它的光总输出量，就必须把它的发光角度考虑在内。LED的视角也是LED芯片类型的一个功能以及它的环氧树脂外壳的分光或散光的功能。不同芯片和封装外壳的LED就会有不同的亮度值。如果两个LED有同样的亮度值，那么发光角度越大就是光输出量越大的。

结构原理

　　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。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，低光效的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550nm。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，可以得到得白光。现在，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。[1]编辑本段设计理念

　　LED的出现打破了传统光源的设计方法与思路，目前有两种最新的设计理念。

　　情景照明

　　以环境的需求来设计灯具。情景照明以场所为出发点，旨在营造一种漂亮、绚丽的光照环境，去烘托场景效果，使人感觉到有场景氛围。

　　情调照明

　　以人的需求来设计灯具。情调照明是以人情感为出发点，从人的角度去创造一种意境般的光照环境。情调照明与情景照明有所不同，情调照明是动态的，可以满足人的精神需求的照明方式，使人感到有情调。

使用

　　静电和电压的突然变化，静电和电压的突然增加都会损坏LED，所以在装配LED的时候要求带上防静电手套或手镯。所有的设备都必须有接地保护。

　　灯脚的整形，如果需要做灯脚整形的话，它必须要在焊接之前完成，灯脚弯曲的地方与树脂封盖的距离不得小于5毫米，而且保证不会有不恰当的外力作用于树脂，所以最好用镊子等工具辅助使用。

　　焊接，环氧树脂的底部离焊接表面最小要1.6毫米，防止在焊接过程中有外力作用于灯体。焊接之后要避免重新再焊。在手工焊接的时候，焊接的温度应该是260度。焊接时间应少于3秒功率低于30瓦。在用波峰焊的时候，在260度的情况下焊接时间不要超过5秒。如果用烙铁焊接一串的LED在印刷电路板上的时候，不要同时焊接两端灯脚。焊接的时候也要用金属的镊子去拿著灯脚，这样有利于热量的散发。

　　清洗：不要用没有指定的化学物质去清洗LED，否则就会损坏LED的表面，如果真的需要的话请用酒精，或者氟立昂。在正常温度清洗的时间要少于30秒。

　　电阻：要保证LED的良好状况，在应用时要加上适当的电阻来保护它。

发展

　　1962年，第一颗实用型的可见光LED出现，LED的发展已经达到了一个很高的程度，LED已经被广泛用作灯泡、霓虹灯和光管的最理想的代替物。而人们预想随著它的进一步发展LED将完全代替上述的光源。人类的未来将更加的光明。因为LED的使用可以节省大量的能源、金钱和时间。

　　LED的发展可以分成三人阶段：红光LED的出现、蓝光LED的出现以及白光LED的出现。红光和绿光LED已经发展了数十年,但它们都是单色的LED。如果让它作光源的话,被照物就会披上一种颜色,而不是物体本身的颜色,所以LED的应用有一定的限制。LED发展的终极目标就是亮度高的白光LED,完全可以代替传统的光源。这是一个漫长而艰辛的道路,一直到日本科学家中村秀二在1993年用稼合物制造出蓝光LED，这个突破在LED的发展史上有决定性的作用,基于这种蓝光LED的作用,白光LED很快就在1997年被发明出来。从此LED产品被新广泛的应用于各个领域并且被认为是未来的照明光源。

分类

　　1、按发光管发光颜色分

　　按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。

　　根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。

　　2、按发光管出光面特征分

　　按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。

　　由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。

　　从发光强度角分布图来分有三类：

　　（1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。

　　（2）标准型。通常作指示灯用，其半值角为20°～45°。

　　（3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大。

　　3、按发光二极管的结构分

　　按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。

　　4、按发光强度和工作电流分

　　按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。

　　除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。

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。

　　普通照明用的白炽灯和卤钨灯虽价格便宜，但光效低（灯的热效应白白耗电），寿命短，维护工作量大，但若用白光LED作照明，不仅光效高，而且寿命长（连续工作时间10000小时以上），几乎无需维护。目前，德国Hella公司利用白光LED开发了飞机阅读灯；澳大利亚首都堪培拉的一条街道已用了白光LED作路灯照明；我国的城市交通管理灯也正用白光LED取代早期的交通秩序指示灯。可以预见不久的将来，白光LED定会进入家庭取代现有的照明灯。

　　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。