led 光源在照明領(lǐng)域的應(yīng)用，是半導(dǎo)體發(fā)光材料技術(shù)高速發(fā)展及“綠色照明”概念逐步深入人心的產(chǎn)物?！熬G色照明”是國外照明領(lǐng)域在上世紀(jì) 80 年代末提出的新概念，我國“綠色照明工程”的實施始于 1996 年。實現(xiàn)這一計劃的重要步驟就是要發(fā)展和推廣高效、節(jié)能照明器具，節(jié)約照明用電，減少環(huán)境及光污染，建立一個優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)舒適、安全可靠、有益環(huán)境的照明系統(tǒng)。
一、 led 照明概念
　　LED （ Lighy Emitting Diode ），又稱發(fā)光二極管，它們利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合，放出過剩的能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光。
（一） LED 的發(fā)展歷史
　　應(yīng)用半導(dǎo)體 P N 結(jié)發(fā)光源原理制成 LED 問世于 20 世紀(jì) 60 年代初， 1964 年首先出現(xiàn)紅色發(fā)光二極管，之后出現(xiàn)黃色 LED 。直到 1994 年藍(lán)色、綠色 LED 才研制成功。 1996 年由日本 Nichia 公司（日亞）成功開發(fā)出白色 LED 。
LED 以其固有的特點，如省電、壽命長、耐震動，響應(yīng)速度快、冷光源等特點，廣泛應(yīng)用于指示燈、信號燈、顯示屏、景觀照明等領(lǐng)域，在我們的日常生活中處處可見，家用電器、電話機(jī)、儀表板照明、汽車防霧燈、交通信號燈等。但由于其亮度差、價格昂貴等條件的限制，無法作為通用光源推廣應(yīng)用。
　　近幾年來，隨著人們對半導(dǎo)體發(fā)光材料研究的不斷深入， LED 制造工藝的不斷進(jìn)步和新材料（氮化物晶體和熒光粉）的開發(fā)和應(yīng)用，各種顏色的超高亮度 LED 取得了突破性進(jìn)展，其發(fā)光效率提高了近 1000 倍，色度方面已實現(xiàn)了可見光波段的所有顏色，其中最重要的是超高亮度白光 LED 的出現(xiàn)，使 LED 應(yīng)用領(lǐng)域跨越至高效率照明光源市場成為可能。曾經(jīng)有人指出，高亮度 LED 將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈泡后，最偉大的發(fā)明之一。
（二） LED 發(fā)光原理
　　發(fā)光二極管主要由 PN 結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)組成。其發(fā)光體--晶片的面積為 10.12mil （ 1mil=0.0254 平方毫米），目前國際上出現(xiàn)大晶片 LED ，晶片面積達(dá) 40mil 。
　　其發(fā)光過程包括三部分：正向偏壓下的載流子注入、復(fù)合輻射和光能傳輸。微小的半導(dǎo)體晶片被封裝在潔凈的環(huán)氧樹脂物中，當(dāng)電子經(jīng)過該晶片時，帶負(fù)電的電子移動到帶正電的空穴區(qū)域并與之復(fù)合，電子和空穴消失的同時產(chǎn)生光子。電子和空穴之間的能量（帶隙）越大，產(chǎn)生的光子的能量就越高。光子的能量反過來與光的顏色對應(yīng)，可見光的頻譜范圍內(nèi)，藍(lán)色光、紫色光攜帶的能量最多，桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由于不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發(fā)出不同顏色的光。
　　LED 照明光源的主流將是高亮度的白光 LED 。目前，已商品化的白光 LED 多是二波長，即以藍(lán)光單晶片加上 YAG 黃色熒光粉混合產(chǎn)生白光。未來較被看好的是三波長白光 LED ，即以無機(jī)紫外光晶片加紅、藍(lán)、綠三顏色熒光粉混合產(chǎn)生白光，它將取代熒光燈、緊湊型節(jié)能熒光燈泡及 LED 背光源等市場。
（三） LED 光源的基本特征
　?。薄l(fā)光效率高
　　LED 經(jīng)過幾十年的技術(shù)改良，其發(fā)光效率有了較大的提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為 12-24 流明／瓦，熒光燈 50 ～ 70 流明／瓦，鈉燈 90 ～ 140 流明／瓦，大部分的耗電變成熱量損耗。 LED 光效經(jīng)改良后將達(dá)到達(dá) 50 ～ 200 流明／瓦，而且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光。目前，世界各國均加緊提高 LED 光效方面的研究，在不遠(yuǎn)的將來其發(fā)光效率將有更大的提高。
　?。?、耗電量少
　　LED 單管功率 0.03 ～ 0.06 瓦，采用直流驅(qū)動，單管驅(qū)動電壓 1.5 ～ 3.5 伏，電流 15 ～ 18 毫安，反應(yīng)速度快，可在高頻操作。同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈泡的八分之一，熒光燈管的二分之一、日本估計，如采用光效比熒光燈還要高兩倍的 LED 替代日本一半的白熾燈和熒光燈。每年可節(jié)約相當(dāng)于 60 億升原油。就橋梁護(hù)欄燈例，同樣效果的一支日光燈 40 多瓦，而采用 LED 每支的功率只有 8 瓦，而且可以七彩變化。
　?。?、使用壽命長
　　采用電子光場輻射發(fā)光，燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而采用 LED 燈體積小、重量輕，環(huán)氧樹脂封裝，可承受高強(qiáng)度機(jī)械沖擊和震動，不易破碎。平均壽命達(dá) 10 萬小時。 LED 燈具使用壽命可達(dá) 5 ～ 10 年，可以大大降低燈具的維護(hù)費用，避免經(jīng)常換燈之苦。
　?。?、安全可靠性強(qiáng)
　　發(fā)熱量低，無熱輻射，冷光源，可以安全抵摸：能精確控制光型及發(fā)光角度，光色柔和，無眩光；不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質(zhì)。內(nèi)置微處理系統(tǒng)可以控制發(fā)光強(qiáng)度，調(diào)整發(fā)光方式，實現(xiàn)光與藝術(shù)結(jié)合。
　?。?、有利于環(huán)保
　　LED 為全固體發(fā)光體，耐震、耐沖擊不易破碎，廢棄物可回收，沒有污染。光源體積小，可以隨意組合，易開發(fā)成輕便薄短小型照明產(chǎn)品，也便于安裝和維護(hù)。
　　當(dāng)然，節(jié)能是我們考慮使用 LED 光源的最主要原因，也許 LED 光源要比傳統(tǒng)光源昂貴，但是用一年時間的節(jié)能收回光源的投資，從而獲得 4 ～ 9 年中每