浅谈LED照明技术及应用

【中心议题】

• LED照明技术及其应用
• LED在城市夜景应用中存在的问题

【解决方案】

• RGB-LED液晶电视
• LED节能灯

1什么是LED

LED是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。这个小小的半导体的晶片决定着LED的全部性能,是LED的核心。半导体晶片由P型半导体和N型半导体两个部分组成,但是在这两种半导体又不是独立存在的,它们连接起来的时候,可以形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量这就是LED发光的原理。LED的特点有寿命长、启动时间短、无紫外线、色彩丰富饱满、低压安全等。

2 LED在城市夜景应用中存在的问题

2.1缺乏规划设计,夜景建设中LED被盲目应用

有些城市在进行夜景建设之前,没有对总体做出正确的规划,一些单体的景观照明设计也是由灯具厂商或工程商提供照明方案后进行招标,特别是最近几年LED在城市夜景应用中所占的比例越来越重,建设速度也越来越快。同时,在LED使用时,对光的色没有加以控制,使夜景视觉效果变的比较混乱。因为不恰当地使用LED,使一些标志性建筑、行政办公建筑、居民住宅建筑等建筑景观照明,失去应有的风采,甚至还影响到居民的夜间生活,给交通带来干扰。

2.2 LED产品过于单一,表现手法过于简单

LED轮廓灯、扁线灯带、点光源、线型洗墙灯等是目前市场上常见的用于夜景工程的LED灯具。虽然也开发了具有大功率的LED投光灯、洗墙灯等,但因为成本过高很难得到应用。特别是在建筑景观照明上,过多的采用了LED轮廓勾边、横向纵向布阵、点线结合等设计方法,造成城市夜景点线重复交叉、构图混乱,从而导致夜景效果缺乏艺术性。

(1）彩色光、动态光使用不当,一些城市在夜景建设时,过于强调视觉上的刺激,对彩色光、动态光的使用没有限制和控制,而LED光色丰富,动态光灵活的特点,从而使城市的光色失去基调,大大地降低了夜景文化品位,给公众的欣赏心理和审美取向带来影响。(2）低劣的LED照明产品充斥市场,给城市夜景建设造成浪费,中国照明网技术论文照明设计目前,关于LED质量检测标准国家尚未出台,市场上的LED产品良莠难分,业主对LED产品质量的优劣很难做出判断,加上投资和招投标条件的限制以及一些工程商在利益的驱动等原因,使得高品质的LED产品很难真正得到使用,而一些低劣、低价格的LED产品沾满了城市夜景的市场,这样城市夜景工程的质量就受到很大的影响,有些夜景工程在投入使用不久就出现了故障,有的项目甚至是边亮灯边修灯,这样就增加了夜景的维护维修成本,造成了重复投资、重复建设的现象。

3 LED照明技术的应用

3.1 LED在显示领域的应用

例如:LED技术应用在液晶领域中的应用,液晶显示设备的背光源主要是利用LED发光元件替代以前的CCFL荧光灯光源。根据LED发出的光源色彩区分,可以分成白光LED背光源和RGB-LED背光源。在液晶显示设备的成像原理中,背光源发出的白光,通过液态晶体层后,再通过R/G/B彩色滤光膜,变成独立的原色。在这过程中,背光源的发光质量而不是液态晶体层是决定液晶显示设备色彩的关键。为了保证对色彩效果作用的明显,可以采用高发光质量的白色LED背光源,液晶电视的色域范围可以轻松达到NTSC等比100%左右。

采用白光LED的另一个好处是可以有效降低液晶面板。并且LED的体积可以做的非常小,在液晶显示设备中,LED背光灯板的形状与尺寸可以根据液晶面板的形状和大小而改变。传统的LED元件色域范围有限,当今技术通过发出高纯度红色、绿色、蓝色光的LED元件,实现传统CCFL光源不能达到的色域范围是RGB-LED背光源。展望未来,在今后几年内RGB-LED将成为液晶电视的一个重要发展突破方向。

3.2 LED在交通信号灯领域的应用

为了提高交通信号灯的工作寿命,更多的增加了LED的应用,白炽灯的使用越来越少。社会的产业化规模,使超高亮度AlGaInP红、橙、黄色LED价格并不是太昂贵,为了把安全降到最低程度,人们采用红色超高亮度LED组成的模块来代替传统的红色白炽交通信号灯头。

3.3大功率LED在汽车照明领域的应用

大功率LED已经开始慢慢的在汽车照明中蔓延,汽车照明大约占了LED市场的18%左右,并在不断增加。在20世纪80年代中期,LED最早在汽车高位LED最早用于刹车灯上,未来的研究方向将会向LED前照明灯上迈进。

3.4高效荧光粉的应用

GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起,是目前常用的白光LED发光荧光粉应用技术。GaN芯片发蓝光,YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层。LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。

3.5建筑领域装饰照明

由于LED尺寸小,方便对动态的亮度和颜色的控制,因此比较适合于建筑装饰中,因为其亮度高、节能环保、体积小发表与建筑物表面相结合。因此,充分运用LED节能灯的特点来吸引顾客及灯光设计师,也是今后LED照明技术发展的趋势之一。

4结语

由于LED光源的显著优点和白光LED技术的逐步成熟,半导体光源中所具有的节能、长寿、光照均匀、灵活方便、绿色环保的应用在城市道路照明系统中越来越多,对节省建设资金,缓减用电矛盾,构建节约型社会具有重大意义。