LED是照明时代的新技术

LED是照明时代的新技术被誉为“照亮未来的技术”的ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ－Ｄｉｏｄｅ－发光二极管），渐渐走近了我们的日常生活，并将引导我们走向更加光明的未来。LED后来居上在爱迪生1879年发明碳丝白炽灯之后，照明技术便进入一个崭新的时代。回顾20世纪的照明史，荧光类、汞灯、高低压钠灯、金属卤化物灯、紧凑型荧光灯、高频无极荧光灯、微波硫灯等新光源层出不穷，然而，真正引发照明技术发生质变的，还是ＬＥＤ。与传统照明技术相比，ＬＥＤ的最大区别是结构和材料的不同，它是一种能够将电能转化为可见光的半导体，上下两层装有电极、中间有导电材料，就像一块汉堡包，可以发光的材料是夹层中的肉饼，光的颜色根据材料性质的不同而有所变化。白炽灯从它问世的那一天起，就带有先天性缺陷，钨丝加热耗电大，灯泡易碎耗能大，而且容易触电。荧光灯虽说比白炽灯节电节能，但对人的视力不利，灯管内的汞也有害于人体和环境。ＬＥＤ属于全固体冷光源，更小、更轻、更坚固，工作电压仅有两伏特，使用寿命长达十多年。按照通常的光效定义，ＬＥＤ的发光效率并不高，但由于ＬＥＤ的光谱几乎全部集中于可见光频段，效率可达80－90％，同等光效的白炽灯可见光效率仅为10－20％；单体ＬＥＤ的功率一般在0．05－1Ｗ，通过集群方式可以满足不同需要。高亮度ＬＥＤ的出现具有划时代意义，它将是人类继爱迪生发明白炽灯泡之后最伟大的发明之一。最早研制的ＬＥＤ只能发出红色的光，用于电子设备中的指示灯。如今，ＬＥＤ已能发出红色、黄色、蓝色、绿色、橙色、琥珀色、蓝绿双色、红绿双色、黄绿色、纯绿色、翠绿色、白色各种光束。在我国各大城市，已经到处可见ＬＥＤ的眩目光彩，ＬＥＤ正在改变我们的生活和工作环境。半导体技术在引发微电子革命之后，正在孕育一场新的产业革命——照明革命。ＬＥＤ已成为信息时代的闪亮标志，将逐步取代白炽灯和荧光灯等传统照明技术。突出的优点、广泛的用途到过美国纽约时代广场的人也许不会忘记，高高在上的可口可乐广告画面清晰，色彩鲜艳，栩栩如生，在电脑控制下的图象变幻无穷。其实，早在上个世纪90年代初，德国慕尼黑机场以及法国和西班牙的高速公路上就出现了采用ＬＥＤ照明的广告牌或道路指示灯，检修时不用登高打开灯箱，只要在地面打开导光管的光源盒，就能更换光源。ＬＥＤ魅力四射，优点多多。除了寿命长、耗能低之外，ＬＥＤ更大的长处有三点：一是应用非常灵活，可以做成点、线、面各种形式的轻薄短小产品；二是环保效益更佳，由于光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，属于典型的绿色照明光源，而且废弃物可回收，没有污染；三是控制极为方便，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不仅可用于大型广告显示屏，还可以用于建筑和交通照明。ＬＥＤ作为城市重点建筑的夜景照明，在勾勒轮廓上可以大显身手，能够模拟任何色彩，光通量的损耗和维护费用也大大降低。由于体积小，ＬＥＤ适合制作成线条灯具，ＬＥＤ作成地灯，指示方向、步道和车道，安全可靠，经久耐用。以往，在城市的夜空中，最妖娆的也许就数霓虹灯了，但是，由于霓虹灯最容易损坏，我们常常看到，霓虹灯显示的画面和文字总是缺胳膊掉腿。如果采用ＬＥＤ取代霓虹灯作为显示标志，不仅可以避免残缺不全的遗憾，而且可以达到随欲的境界。最初，ＬＥＤ只是作为微型指示灯，在计算机、音响和录像机等高档设备中应用，随着大规模集成电路和计算机技术的不断进步，ＬＥＤ显示屏正在迅速崛起，作为新一代显示媒体，ＬＥＤ已成为现代城市一道靓丽的风景线，广泛应用于各种公共场合。近年来，ＬＥＤ逐渐扩展到通用照明领域，从证券行情到股票机，从笔记本电脑到数码相机，从ＰＤＡ到手机，从室内照明到汽车车灯，ＬＥＤ无处不在。有机ＬＥＤ显示屏的单个元素反应速度是ＬＣＤ液晶屏的1000倍，在强光下也可以照看不误，并且适应零下40度的低温。据悉，国外一家公司正在开发一种头盗式取景器，将指甲盖大小的高分辨率有机ＬＥＤ显示器置入其中，戴上这种半透明头盔显示器，飞行员可以毫不费力地查看各种飞行数据；正在进行手术的外科医生眼睛无需离开手术台，就能看到复杂的诊断图像；飞行机械师在检修飞机时，目光所至即可看到相应部件的维修手册。更令人心动不已的是，戴上有机ＬＥＤ显示屏制成的眼镜，还可以开开心心看电影，视角可以达到160度。LED照亮未来在现代都市中，大功率气体放电灯、泛光照明、霓虹灯、灯箱广告等光源所产生的光污染，已经对人类、自然环境以及天文观察造成严重危害。21世纪，解决光污染，是照明技术急待突破的课题，ＬＥＤ应运而生，前途无量。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。白光ＬＥＤ的应用市场将非常广泛，也是取代白炽钨丝灯泡及荧光灯的“杀手”。目前，白色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。一组亮度相当于40瓦白炽灯的白色ＬＥＤ，其售价为220美元，白色ＬＥＤ普及的前提是价格下降，而价格下降必须在白色ＬＥＤ形成一定市场规模才有可能，毫无疑问，两者的融合最终有赖于技术进步。据美国能源部预测，2010年前后，美国将有55％的白炽灯和荧光灯被ＬＥＤ替代，每年节电价值可达350亿美元，可能形成一个500亿美元的大产业。日本提出，ＬＥＤ将在2006年大规模替代传统白炽灯。为了抢占未来市场的制高点，通用电气、飞利浦、奥斯拉姆等世界三大照明工业巨头纷纷行动，与半导体公司合作成立ＬＥＤ照明企业，目标是在2010年前把ＬＥＤ发光效率再提高8倍，价格降低99％。