LED照明燈飾即是發光二極體照明燈飾，是一種半導體固體發光器件。它是利用固體半導體晶片作為發光材料，在半導體中通過載流子發生複合放出過剩的能量而引起光子發射，直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產品就是利用LED作為光源製造出來的照明器具。
基本介紹
- 中文名：LED照明燈飾
- 外文名：LED lighting
- 性質：照明燈飾
- 套用技術：LED
發光原理及特點,壽命長的原因,優勢,藝術化,人性化,選購LED照明燈飾,LED的14個重要參數,結語,LED照明優勢,led照明燈飾產品基本組成,
發光原理及特點
白光LED的原理，對於普通照明而言，人們需要的主要是白色的光源。1998年發白光的LED開發成功。這種LED是將GaN晶片和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成。GaN晶片發藍光（λp=465nm，Wd=30nm），高溫燒結製成的含Ce3+的YAG螢光粉受此藍光激發後發出黃色光，峰值550nm。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。 LED基片發出的藍光部分被螢光粉吸收，另一部分藍光與螢光粉發出的黃光混合，可以得到得白光。現在，對於InGaN/YAG白色LED，通過改變YAG螢光粉的化學組成和調節螢光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。
壽命長的原因
白熾燈的發光機理是電能將發光鎢絲進行加熱而發光的，經過相當長時間的加熱，鎢絲就會老化甚至燒斷，至此，白熾燈泡的壽命也就此告終了，而發光二極體的發光機理是由二極體特殊的組成結構決定的，二極體主要由PN結晶片、電極和光學系統組成，當在電極上加上正向偏壓之後，使電子和空穴分別注入P區和N區，當非平衡少數載流子和多數載流子複合時，就會以輻射光子的形式將多餘的能量轉化為光能。其發光過程包括三個部分：正向偏壓下的載流子注入、複合輻射和光能傳輸。由此可見二極體主要是靠載流子的不斷移動而發光的，不存在老化和燒斷的現象，其特殊的發光機理決定了它的發光壽命長達5-10萬個小時。
優勢
半導體發光二極體(LED)作為第三代半導體照明光源。這種產品具有很多夢幻般優點：(1)光效率高：光譜幾乎全部集中於可見光頻率，效率可以達到80%-90%。而光效差不多的白熾燈可見光效率僅為10%-20%。(2)光線質量高：由於光譜中沒有紫外線和紅外線，故沒有熱量，沒有輻射，屬於典型的綠色照明光源。(3)能耗小：單體功率一般在0.05-1w，通過集群方式可以量體裁衣地滿足不同的需要，浪費很少。以其作為光源，在同樣亮度下耗電量僅為普通白熾燈的1/8-10。(4)壽命長：光通量衰減到70%的標準壽命是10萬小時。一個半導體燈正常情況下可以使用50年，即使長命百歲的人，一生最多也就用2隻燈。(5)可靠耐用：沒有鎢絲、玻殼等容易損壞的部件，非正常報廢率很小，維護費用極為低廉。(6)套用靈活：體積小，可以平面封裝，易開發成輕薄短小的產品，做成點、線、面各種形式的具體套用產品。(7)安全：單位工作電壓大致在1.5-5v之間，工作電流在20-70mA之間。(8)綠色環保：廢棄物可回收，沒有污染，不像螢光燈一樣含有汞成分。(9)回響時間短：適應頻繁開關以及高頻運作的場合。
藝術化
光色是構成視覺美學的基本要素，是美化居室的重要手段。光源的選用直接影響燈光的藝術效果，LED在光色展示燈具藝術化上顯示了無與倫比的優勢；目前彩色LED產品已覆蓋了整個可見光譜範圍，且單色性好，色彩純度高，紅、綠、黃LED的組合使色彩及灰度(1670萬色)的選擇具有較大的靈活性。燈具是發光的雕塑，由材料、結構、形態和肌理構造的燈具物質形式也是展示藝術的重要手段。LED技術使居室燈具將科學性和藝術性更好地有機結合，打破了傳統燈具的邊框線框，超越了固有的所謂燈具形態的觀念，燈具設計在視知覺與形態的藝術創意表現上，以一個全新的角度去認識、理解和表達光的主題。我們可以更靈活地利用光學技術中明與暗的搭配、光與色的結合，材質、結構設計的優勢，提高設計自由度來弱化燈具的照明功能，讓燈具成為一種視覺藝術，創造舒適優美的燈光藝術效果。例如半透明合成材料和鋁製成的類似於蠟燭的LED燈，可隨意擱置在地上、牆角或桌上，構思簡約而輕鬆，形態傳達的視覺感受和光的體驗，讓燈具變成充滿情趣與生機的生命體。
人性化
毋庸置疑，光和人的關係是一個永恆的話題，“人們看到了燈，我看見了光”，正是這句經典的話語改變了無數設計師對燈的認識。燈具的最高境界是“無影燈”也是人性化照明的最高體現，房間裡沒有任何常見燈具的蹤跡，讓人們可以感受到光亮卻找不到光源，體現了把光和人類生活完美結合的人性化設計。
LED燈具積小質輕，可選用不同光色的LED組合成照度柔和的各種模組，任意安裝在居室中，居室照明燈具的光源可能來源於地面、牆面、窗台、家具、飾物等。因此，未來居室照明將不再局限於單個燈具，而將由單個燈具照明轉化為無照明器具感的整體照明效果的無影燈。不同的光色和亮度對人的生理和心理能產生不同的影響，人們在很多情況下並不需要很亮的白光，可能黃光或其它顏色的光更適合生理和心理的需要。三基色LED可以實現亮度、灰度、顏色的連續變換和選擇，使得照明從普遍意義上的白光擴展為多種顏色的光。
因此，人們可以根據整體照明需要（如顏色、溫度、亮度和方向等）來設定照明效果，實現人性化的智慧型控制，營造不同的室內照明效果。即使居室中只有LED發光天花板和發光牆面，人們也可以根據各自要求、場景情況，以及對環境和生活的不同理解，在不同的空間和時間選擇並控制光的亮度、灰度、顏色的變化，模擬出各種光環境來引導、改善情緒，體現更人性化的照明環境。
選購LED照明燈飾
1、LED亮度（MCD）不同，價格不同。用於LED燈具的LED應符合雷射等級Ⅰ類標準。
2、抗靜電能力抗靜電能力強的LED，壽命長，因而價格高。通常抗靜電大於700V的LED才能用於LED燈飾。
3、波長一致的LED，顏色一致，如要求顏色一致，則價格高。沒有LED分光分色儀的生產商很難生產色彩純正的產品。
4、漏電電流
LED是單嚮導電的發光體，如果有反向電流，則稱為漏電，漏電電流大的LED，壽命短，價格低。
5、發光角度用途不同的LED其發光角度不一樣。特殊的發光角度，價格較高。如全漫射角，價格較高。
6、壽命不同品質的關鍵是壽命，壽命由光衰決定。光衰小、壽命長，壽命長，價格高。
7、晶片
LED的發光體為晶片，不同的晶片，價格差異很大。日本、美國的晶片較貴，一般台灣及國產的晶片價格低於日、美（CREE）。
8、晶片大小晶片的大小以邊長表示，大晶片LED的品質比小晶片的要好。價格同晶片大小成正比。
9、膠體普通的LED的膠體一般為環氧樹脂，加有抗紫外線及防火劑的LED價格較貴，高品質的戶外LED燈飾應抗紫外線及防火。每一種產品都會有不同的設計，不同的設計適用於不同的用途，LED燈飾的可靠性設計方面包含：電氣安全、防火安全、適用環境安全、機械安全、健康安全、安全使用時間等因素。從電氣安全形度看，應符合相關的國際、國家標準。
從健康方面，採用無毒材料設計的產品價格要高，特別是室內LED燈飾，千萬別貪便宜選用有異味的LED燈飾，目前僅少數幾家LED廠家是用無毒材料生產，辨別的方法可以直接用鼻子分別，有臭味的產品比無臭味的價格更低很多。類似鉛、汞、鎘等毒素需專業人員分析。從適用環境安全看,有可靠的防塵防潮設計,材料防火、防紫外線、防低溫開裂的LED產品的價格高。
LED的14個重要參數
1.正向工作電流If：
它是指發光二極體正常發光時的正向電流值。在實際使用中應根據需要選擇IF在0.6·IFm以下。
2.正向工作電壓VF：
參數表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在IF=20mA時測得的。發光二極體正向工作電壓VF在1.4～3V。在外界溫度升高時，VF將下降。
3.V-I特性：
發光二極體的電壓與電流的關係，在正向電壓正小於某一值（叫閾值）時，電流極小，不發光。當電壓超過某一值後，正向電流隨電壓迅速增加，發光。
4.發光強度IV：
發光二極體的發光強度通常是指法線（對圓柱形發光管是指其軸線）方向上的發光強度。若在該方向上輻射強度為（1/683）W/sr時，則發光1坎德拉（符號為cd）。由於一般LED的發光二強度小，所以發光強度常用燭光(坎德拉, mcd)作單位。
5.LED的發光角度：
-90°- +90°
6.光譜半寬度Δλ:
它表示發光管的光譜純度。
7.半值角θ1/2和視角：
θ1/2是指發光強度值為軸向強度值一半的方向與發光軸向（法向）的夾角。
8.全形：
根據LED發光立體角換算出的角度，也叫平面角。
9.視角：
指LED發光的最大角度，根據視角不同，套用也不同，也叫光強角。
10.半形：
法向0°與最大發光強度值/2之間的夾角。嚴格上來說，是最大發光強度值與最大發光強度值/2所對應的夾角。LED的封裝技術導致最大發光角度並不是法向0°的光強值，引入偏差角，指得是最大發光強度對應的角度與法向0°之間的夾角。
11.最大正向直流電流IFm：
允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極體。
12.最大反向電壓VRm：
所允許加的最大反向電壓。超過此值，發光二極體可能被擊穿損壞。
13.工作環境topm:
發光二極體可正常工作的環境溫度範圍。低於或高於此溫度範圍，發光二極體將不能正常工作，效率大大降低。
14.允許功耗Pm:
允許加於LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，LED發熱、損壞。
結語
隨著LED技術的進一步成熟，LED將會在居室照明燈具設計開發領域取得更多更好的發展。21世紀的居室燈具設計將會是以LED燈具設計為主流，同時充分體現節能化、健康化、藝術化和人性化的照明發展趨勢，成為居室燈光文化的主導。在新的世紀裡，LED照明燈具必將會照亮每個人的居室，改變每個人的生活，成為燈具開發設計的一次偉大變革。
LED照明優勢
高節能：恆壓直流驅動，相同照明效果比傳統節能光源節省80%以上，能產生巨大的經濟效益。
壽命長：LED燈也稱永不熄滅的燈，固體冷光源，環氧樹脂封裝，燈體無鬆動部分，不存在燈絲燒斷，熱沉機，光衰等缺點，使用壽命長達5W-10W小時。
利環保：燈內不含汞等有毒重金屬污染物，傳統螢光燈含有汞，以26mm(T8)螢光燈為例，里含20mg的汞，一旦破裂揮發到空氣中就會造成中毒。光譜中無紅外線和紫外線輻射，無頻閃，廢棄可回收，熱量低，屬於典型的綠色光源,晚上無蚊蟲圍繞在燈體周圍，讓室內的照明環境更乾淨，衛生，整潔。
顯色指數高：LED燈飾的顯色指數高達80，螢光燈的顯色指數為65-80，白熾燈的顯色指數為95。
發光效率高：以LED日光燈為例,普通的螢光燈的發光效率為55-80lm/W,而LED日光燈的發光效率在100lm/W以上，更有廠家做到130lm/W以上，以目前的發展趨勢來看還在提升中。
燈具效率高：燈具效率主要指有效光效。傳統的螢光燈是360度發光的，反方向的發光是沒有用的，因此螢光燈採用了白色的燈罩，把反方向的光反射回來，通常傳統螢光燈的燈具效率只有70%，LED日光燈發光角度通常為120度，可以按照需求來調整，有效光效相對傳統燈具就要高一些。
電源效率高：電源不僅為燈具提供驅動，有隔離和非隔離電源的區別，電源效率會影響整個燈具的效率，電源的使用壽命也直接影響到LED燈具的使用壽命，電源的功率因素可達到0.9以上傳統燈具功率因素通常低於0.512，電源燈具效率是傳統燈具的0.5倍。
配套投資小：LED燈具以極小的功率達到傳統燈具的5倍效果，安裝方便，無整流器，所需導線規格遠低於目前水平，壽命長的同時還可維修，維護量遠小於傳統燈具
定製性強：LED光源可利用紅綠藍三基色原理，是三種顏色具有256級灰度並任意混合，色溫範圍廣，色溫是關係LED燈光照明產品顯示的顏色特性，理論上可以提供任何色溫的光線，通常市場上色溫在3300K以下的光線是溫暖穩重的感覺，3000-5000K的中間爽快的光線和色溫在5000K以上的冷感覺光線為主，可以實現豐富多彩的動態變化效。
led照明燈飾產品基本組成
1、LED發光二極體
發光二極體的亮度是由LED晶片裸芯亮度和燈體封裝外形決定的，它的壽命是由LED晶片工作環境和品質決定的。這裡要特別解釋的是，如今led照明燈飾產品所用的LED晶片標準尺寸一般為：紅色、黃色12mil，藍色、綠色14mil，但也有用8-10 mil晶片的。不同尺寸的晶片發光明度可以一樣，但其壽命就完全不一樣，因為單位面積晶片的過電量越大其壽命越短，這也是同樣亮度發光二極體價格不一樣的原因。
LED照明燈飾
LED照明燈飾2、PCB電路板
電路板作為光源的載體直接影響的燈具的壽命和故障率。led照明燈飾產品的一切電子線路都在PCB電路板上，它的材質和加工工藝將直接影響產品的品質和壽命。電路板材質分為全玻纖、半玻纖、紙板三種。led照明燈飾產品的標準材料應為全玻纖雙面板，如採取半玻纖或紙板單面板其後期焊接品質和防潮、抗老化能力以及電性都將大打折扣。
3、外殼
外殼作為燈具產品的混光層和保護層，也影響到燈具產品的效果和壽命。如今所用的工程朔料一般是PC（聚碳酸脂），它的抗老化、防紫外線、抗衝擊效果是最好的。也有用PMMA（亞克力）的，其耐候性稍差一點，且脆性較大易碎。PC材料本身是無色的，根據需要增長不同的色劑就可加工出不同顏色的PC管。一般常用PC管為透明和乳白兩種。透明管亮度較乳白色高，但乳白色混色性優於透明管。
LED照明燈飾
LED照明燈飾