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行业知识

关于LED技术的优势


1923 年,科学家罗塞夫(O.W.Lossew)发现碳化硅的 P-N 结具有单向导电性和发光现象;1955 年前后,R.J.Haynes 提出了有关半导体锗的 P-N 结研究报告,G.A.Wolff 研究了磷化镓的发光现象;1968 年,美国 Monsanto 公司和 HP 公司首次生产出红色 LED,使 LED 正式成为一种电子产品进入市场。

发光效率高

白炽灯、卤钨灯的光效为 12-24lm/w(流明/瓦),荧光灯的光效为 50-70lm/w,钠灯的光效为 90-140lm/w,大部分的耗电变成热量损耗。而 LED 的光效经改善后可达到 50-200lm/w,且光的单色性好、光谱窄,无需过滤就可直接发出有色可见光。

节约能源

通常,红色 LED 消耗 15w 能量所能达到的发光亮度,传统灯泡需消耗 150w。由此可见,要达到同等的照明效果,LED 比白炽灯节能 90%。根据日本的一项名为“照亮日本”的项目计划,如采用 LED 替代日本一半的白炽灯和荧光灯,每年可节约 60 亿升原油,相当于 5 个 1.35×106kW 核电站的发电量,同时还减少了相应的 CO2排放。而据统计,全球仅照明一项的耗电量就占总能耗的 20%左右,美国圣地亚哥国家实验室的Jeff Nelson博士预言,全球的白炽灯和日光灯都被白光LED取代的话,将节约 38 座核电站的发电量。

在我国,照明所消耗的电能约占电力总消耗量的 1/6,而只要目前 1/3 的白炽灯被 LED 代替,每年就可以为国家节省 1011度电,相当于一个三峡工程的年发电量。有数据显示,在国家发改委为落实《节能中长期专项规划》目标提出的十大重点节能工程中,绿色照明工程“十一五”期间将形成节电能力 29×1010度。

安全环保

LED 的工作电压低,多为 1.4~3V;普通 LED 工作电流仅为 10mA,超高亮度的也不过 1A。LED 为固体冷光源,耐震、耐冲击、不易破碎、抗恶劣环境能力强,发热量低,且无热辐射,所有制作原料均不含汞、钨等有毒元素,不污染环境,便于资源回收利用。

响应速度快

LED 的响应频率 fτ与注入少数载流子的寿命τmc有关,如 GaAs 材料制成的LED,其 τmc一般在 1~10ns 范围内,则响应频率约为 16~160MHz,这样高的响应频率对于显示 6.5MHz 的视频信号来说已经足够了,这也是实现视频 LED 大屏幕的关键因素之一。

目前,LED 响应时间最低的已达 1 微秒,一般的多为几个毫秒,约为普通光源响应时间的 1/100。因此可用于很多高频环境,如汽车刹车灯或状态灯,可以缩短车后车辆的刹车时间,从而提高安全性。

使用寿命长

LED 体积小、重量轻,外壳为环氧树脂封装,不仅可以保护内部芯片,还具有透光聚光的能力。目前家用照明主要使用的是白炽灯、荧光灯及节能荧光灯。