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电子照明新大陆:白光LED/HB-LED

2007-09-19 作者:admin 来源:照明工程师社区 浏览量: 网友评论: 0

摘要: 发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)自1962年(使用GaAsP材料,红光LED)问世以来,经过一、二十年的发展。

  编者按:发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)自1962年(使用GaAsP材料,红光LED)问世以来,经过一、二十年的发展,大体有如下的几类应用: 1.可见光LED,状态灯号指示、玩具、耶诞树灯饰 2.红外线LED,家电遥控、防盗感应、消防烟雾侦测 3.光纤传输,数字逻辑的0/1状态表示,将电压的高低改以LED的明灭信号取代 4.各式雷射应用,如CD激光唱片、简报用雷射笔、激光打印机灯号指示与红外线感应、控制,让人感觉是颇小儿科的技术,但是光纤与雷射则仍是在大幅进展的技术,除这些外LED又有了更惊人的发展,那就是朝电子照明的领域迈进,而这又必须归功于LED产业近十年来的努力及突破,1993年可商品实用化的蓝光LED研发成功后,开始能透过变通合成技术造就出白光LED,例如用蓝光LED+黄荧光粉,或用蓝光LED+红绿两种荧光粉,或用紫外光LED+红绿蓝三种荧光粉,或用红光LED+绿光LED+蓝光LED等,这些都会用上蓝光LED,仅少数是用OLED+ZnSe材料的方式,且尚未成熟。

  附注:其实只要将LED的透明外覆塑料使用不同颜色,自然可产生不同的发光颜色,但重点在发光效率,这也是过去很长一段时间无法造就蓝光LED的原因(效率低落),更具体说是在相同用电下,无法获得与成熟红光LED、黄光LED等同的亮度。

  W-LED的十大优点有了具效率的白光LED(White LED或写成WLED、W-LED)后,LED正式跨入电子照明的应用,LED与电子照明原先既有的技术相比有何优点呢?对此笔者逐一列举:

  1.冷光源与白光灯(钨丝电热发光的白炽灯泡)相比,属于废热较少的冷光源,与日光灯(气体放电发光的荧光灯管)相同。

  2.高省能与白光灯相比W-LED的发光效率更佳,但仍低于日光灯,目前正积极努力提升。

  3.固态光不似日光灯、霓虹灯、高压气体放电灯(HID)、冷阴极荧光灯管(CCFL)等是以气体放电方式来发光,此类发光法多要在密封管内使用水银蒸气来放电,而汞对环境有害,一旦灯管破裂就会外溢。

  4.高抗震不似日光灯之类的气体光管技术,一旦受过大外力即会使光管破裂,不仅产生环境危害,坏损后也无法持续发光,因此W-LED很适合用于汽车、矿场、工控等严苛环境中。

  5.高环保 W-LED没有前述的汞成份,不需要光管回收,坏损也不会影响生态环境。

  6.寿命长 W-LED的使用寿命已可至上万小时,与日光灯管达相同水准,甚至超越,并远胜过白光灯的数千小时。

  7.反应快供电后仅在数微秒时间即可完全点亮,相对的日光灯管要闪灭数秒才能完全点亮,甚至更久。

  8.易驱动 W-LED只需3.0V~3.6V的直流驱动电压即可点亮,因此只要简易的一、二颗AA干电池便可使用,而光管式的照明多半需要周期性的正负交流电,供电设计上较为复杂。

  9.高健康光管式照明会有交流频率的闪烁性,肉眼久视容易吃力、疲劳甚而伤害,也因此许多阅读用的PL台灯将频率提升,藉此减轻眼睛的负担,而W-LED属持续点亮,没有闪烁问题。

  10.高安全前面已述,W-LED仅需微弱电压便可驱动,然车用的HID灯却需要高压电(高达23,000伏特)才能驱动,因此需要专业维修人员来换装,一般人自行维修则有重大触电危险。

  除了上述10项优点理由外,其它也包括比一般电子照明组件还要轻薄短小、温度安定性更高等,不过除了优点诱因外,也有非采行W-LED做为电子照明的压力,此压力主要有二:

  1.京都协议书(Kyoto Protocol)对温室气体限制排放量,使得节能用电成为日益急迫的问题,尤其须尽快汰去过于热耗且无效率的白光灯。

  2.有害物质限制(Restriction of Hazardous Substances Directive,RoHS),欧盟规定2006年7月的进口商品不得使用有害物质,包括铅、汞、六价铬、PBB(多溴联苯)、及PBDE(多溴二苯醚)等,另外也包含废弃电气电子设备指令(Waste Electrical and Electronic Equipment,WEEE)的要求,使运用汞气体放电的光管式发光不能再续用,即便它的发光效率较佳,且不仅欧洲共同市场有如此要求,其它先进国度如日本也开始提出类似管制,已逐渐将成为全球性的环保共识。

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