灯饰知识:LED的应用及相关色温研究

   日期:2017-03-10     来源:建材之家    作者:灯饰之家    浏览:44    评论:0    
核心提示:作者杨晓慧/赵红东/张钦单位河北工业大学分类号TN312.7发表刊物不详发布时间2013年10月  半导体发光二极管( Light Emitting Diode,LED) 是一种新型固态冷光源,其能效高、寿命长、电压低、结构简单、体积小、重量轻、响应速度快、抗震性能好以及光谱全彩等特点,使其得到广泛应用。1 LED 的优点从电光源的发展历程来看,LED是继白炽灯,荧光灯和压电陶瓷( HTD) 灯之
灯饰之家讯:作者杨晓慧/赵红东/张钦单位河北工业大学分类号TN312.7发表刊物不详发布时间2013年10月
半导体发光二极管( Light Emitting Diode,LED) 是一种新型固态冷光源,其能效高、寿命长、电压低、结构简单、体积小、重量轻、响应速度快、抗震性能好以及光谱全彩等特点,使其得到广泛应用。

1 LED 的优点

从电光源的发展历程来看,LED是继白炽灯,荧光灯和压电陶瓷( HTD) 灯之后的第4 代新型光源。LED光源的出现和发展将引起照明领域的一次变革,其具有以下优点: ( 1) 节能。LED 发光效率高、能量消耗低。目前照明级白光LED的发光效率已达100 Im/W,与荧光灯相当,但LED比荧光灯节电约80%。( 2) 环保。LED不含重金属汞,发光颜色纯正,不含紫外和红外辐射,没有频闪,是一种典型的绿色光源。

( 3) 寿命长。普通白炽灯的寿命约为1000h,荧光灯、金属卤化物灯等寿命也都不超过10000h,而LED目前的使用寿命已长达数万小时。( 4) 结构牢固。LED 通常采用环氧树脂封装,内部不存在松动部分,没有玻璃、灯丝等易损和易烧零部件,机械强度大、耐震动、耐冲击。

2 LED 的应用

目前LED已在大屏幕显示、交通信号灯、汽车尾灯、背光源民用照明等方面得到广泛使用。

( 1) 固态照明光源。由多个超高亮度的红、绿、蓝色LED制成的照明光源,不仅可以发出波长连续可调的各种色光,而且可以发出亮度高达上百坎德拉的白色光,成为照明光源。

( 2) 交通信号灯。交通信号灯、警示灯、标志灯等,采用LED 后功耗可节约8~15倍、亮度增加4 ~5倍,寿命延长30 ~0倍,视角也有所扩大。

( 3) 汽车状态指示设备。采用红黄色InGaAIP 超高亮度LED 灯取代普通白炽灯作汽车的状态指示,具有抗震性好、使用寿命长、反应速度快、亮度高和体积小等优点。

( 4) 液晶显示背光照明。目前液晶显示设备90%以上采用有源光作背光照明。

( 5) 屏幕显示。现在大屏幕全彩显示己广泛应用于广场、影院、演播厅、车站、机场等公众场所。

3 相关色温的研究

尽管LED具有很多优点,但由于其是多元化合物半导体器件,在电学、光学、热学等方面的参数指标离散性较大,这就给器件的筛选和分档带来困难。因此,LED 的可靠性问题极为重要,而相关色温又是研究LED 可靠性的一项重要参数。

光源的色温,指当黑体受热时,随着温度的上升,光源颜色与黑体光色相同时,黑体的绝对温度。随着温度的变化,黑体辐射色度曲线为普朗克轨迹,采用最接近普朗克轨迹上某个坐标点温度为该光源的相关色温,即CCT( Correlated Color Temperature) 。能代表日光相对光谱功率分布的标准照明灯具相关色温约为6504K,当色温低于3000K时,光源颜色偏红,使人感到温暖,当色温高于5000K时,光源颜色偏蓝,容易使人感到寒冷。对用作照明的LED而言,色温是一项重要参数。图1为实验测得1W LED的3个不同样本在相同环境下相关色温随老化时间的变化趋势。

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