發(fā)光二極管(Light Emilling Diode,led)是一種微小的固態(tài)(Solid-Stale)光源,兼具體積小、耐震性佳、省電、壽命長(zhǎng)、顏色多樣與純正,不用外加濾光板等優(yōu)點(diǎn);本合各種新興應(yīng)用需求,己成為日常生活中隨處可見的光源。隨其發(fā)光效率逐漸提升、演色性與色溫表現(xiàn)漸佳,照明應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏鼮閷拸V,其節(jié)能潛力亦將逐步體現(xiàn)。在節(jié)能的前提之下,led相關(guān)產(chǎn)業(yè)針對(duì)LED各種發(fā)光特性,不斷投入能量研究開發(fā),并大力推廣照明應(yīng)用面及突破現(xiàn)階段傳統(tǒng)照明使用習(xí)慣。本文就目前LED之產(chǎn)品技術(shù)、效率性能及照明應(yīng)用,對(duì)傳統(tǒng)照明之替代方案與節(jié)能效益作一分析,希望能開啟led照明新契機(jī)。

 

　　自1960年發(fā)展出第1顆LED,歷經(jīng)三十余年直到1996年日本日亞華學(xué)的中村先生發(fā)明藍(lán)光LED,突破長(zhǎng)久以來的技術(shù)瓶頸后,白光LED就成為照明界所矚目的新興光源。過去LED普遍用于信號(hào)指示,如今己造成照明科技的指針。

 

　　白光是多種顏色混合而成的光。LED發(fā)出白光的方式主要可分成單晶型及多晶型兩種,單晶型(Singlo Chip)主要可分為藍(lán)光加上黃色瑩光粉或紫外光LED加上R。G。B。三波長(zhǎng)螢光粉來產(chǎn)生白光;亦有藉改變活性層的性質(zhì),利用單純的半導(dǎo)產(chǎn)生R。G。B。三色光,進(jìn)而獲得白光效果。多晶型(Multi Chip)即利用互補(bǔ)的2色或把3原色做混光而形成白光。

 

　　單芯片型因?yàn)榻M件種類單純,因此具有驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)容易的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用面較廣泛。目前己商品化的產(chǎn)品僅有二波長(zhǎng)藍(lán)光單芯片加上YAG黃色瑩光粉。但在未來較被看好的是三波長(zhǎng)光,以無機(jī)紫外光芯片加R。G。B。三顏色螢光粉,其中紫外光led發(fā)光效率己達(dá)21Lm/W(為市售藍(lán)光LED約的4-5倍),不同種類螢光體的組合,可產(chǎn)生各種顏色的光線,所以近紫外光LED可廣泛應(yīng)用于照明與顯示領(lǐng)域。此外有機(jī)單層三波長(zhǎng)型白光LED也有成本低、制作容易等優(yōu)點(diǎn)。多芯片型方式礙于各顏色LED的驅(qū)動(dòng)電壓、發(fā)光功率、配光特性的差異,以及溫度特性、組件壽命的相違,因此距離實(shí)用化還存有許多問題有待解決。但由于單體LED的光束很微弱,欲應(yīng)用于照明用途必需將復(fù)數(shù)個(gè)LED作系統(tǒng)最佳化的配列,且針對(duì)更復(fù)雜的混光色應(yīng)用及提高演色性的需求,多芯片型白光IED亦將會(huì)缺席。目前藍(lán)光單芯片加上YAG黃色螢光粉之單晶型白光LED演色性指數(shù)低于85;但日本山口大學(xué)OYGB白光LED,卻可輕易達(dá)到90以上,其中,O表示橘色(Orange)，Y表示黃色(Yellow),G表示(Green),B表示藍(lán)色(Blue)。

 

　　除了白光LED之外,各廠商亦不斷投入以展高亮度可見LDE以達(dá)到各種不同應(yīng)用需求。LED的典型應(yīng)用,包含了交通號(hào)標(biāo)志,大型戶外看板,車用照明等。圖一為各種LDE發(fā)展力程及其發(fā)光效率。隨著復(fù)合物半導(dǎo)體材料,如:AllnGap與InGan技術(shù)的進(jìn)展,現(xiàn)今各種顏色(除藍(lán)光外)LED,其發(fā)光效率均為已高于40LM/W。這也意味著有更多高效率,低成本的LED被應(yīng)用在室內(nèi)照明,機(jī)器視覺,裝飾燈等領(lǐng)域。而這些新的應(yīng)用,在這幾年來亦大幅開拓了LED的市場(chǎng)領(lǐng)域及產(chǎn)值。

 

　　與白熾燈泡及螢光燈相比,LED具有體積小(多顆,多種組合),發(fā)熱量低(沒有熱幅射),耗電量小(低電壓,低電流起動(dòng)),壽命長(zhǎng)(2萬小時(shí)以上),反應(yīng)速度快(可于高頻操作),環(huán)保(耐震,耐沖擊不易破,廢物可回收,沒有污染),可平面封裝易配光并開發(fā)成簿短小產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)。沒有白熾燈泡耗電,易碎日光燈廢棄物含汞污染的問題等缺點(diǎn),是被業(yè)界看好在未來5-7年內(nèi),成為替代為傳統(tǒng)照明器具的一大潛力商品。