什麼是“LED”燈？ - 社會議題

By Linda
at 2005-11-15T00:00

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剛剛看了一則新聞http://tw.news.yahoo.com/051114/44/2j185.html%E4%B...

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By Freda
at 2005-11-19T20:50

LED做為有效率的光源
對大多數的人們，LED這個名詞僅與經常在電子設備上所看到的小型指示燈相關，例如：收音機和遙控器。雖然LED是在1960年代後期開發出來的，而研究人員和開發者，卻花費了近三十年製造用此一科技的白光。然而在此期間，有顏色的LED之強度顯著地增加釵h，允野早抭Q用在很多樣的應用上。在1990年代的後半期間，LED開始在交通號幟上取代了白熾燈。在此一應用方面，與其對應的白熾燈比較，LED已顯示可節省超過80％以上所用的能源。如此大的能源節約可被實現，是因為傳統的彩色的號幟，在白熾燈上須用光學的濾器。這些濾器吸收，並浪費了顯著的由光源所產生的一部分的輻射能源。另一方面來說，LED以一個狹窄波段來發光，因而可以有效率地產生彩色的光。
當LED在交通號幟上取代白熾燈時，它們不只是以能源效率來展露；事實上，一些製造商宣稱他們的LED可維持十萬小時。當白光LED技術逐步進化時，產業界專家預期LED將可能使照明工業產生突破性的變革，包括：在照明的領域。聽到這個後，一些早期的採用者很快地就創造了一種光源，使用5mm 白光LED陣列包裝在一個燈殼內。這些「LED燈泡」模仿標準的白熾燈泡，而且他們的製造者宣稱，他們是較白熾燈更有能源效率的，而且像他們的彩色對手一樣可持續十萬小時。這導致釵h人相信，白光LED是準備好去取代白熾燈了。
白光LED的壽命
然而，現實卻無法實踐初期的宣示。在2000年代初期，研究人員的發表顯示，這些5mm 白光LED的光線輸出下降地非常迅速。在僅約6000小時內，光線的輸出下滑到其初始值的一半以下（Narendran et al. 2000 and 2001a）。僅管有這項資訊，以及陶多多的文章已顯示，5mm的白光LED非常快地衰減，很多製造商仍繼續宣稱他們將可持續十萬小時。
另一篇最近的刊物顯示，甚至於不同的彩色5mm LED，隨著時間變化而不會以同樣的方式衰減(Narendran et al. 2001b)。這些LED是在一溫度控制的房間中測試的，而他們是被裝設在印刷電路板上。紅色LED的光線輸出，是以較白光LED慢甚多的速率衰減，而綠光和藍光LED則以中等的速率衰減。
LED是封裝在一個與外界隔離的燈具中，在其中周遭的溫度是較在溫度控制的研究為高一些，而將遭受到更高的衰減速率。所以，所宣稱的LED燈具，以包裝的陣列5 mmLED，白色或彩色的，其有十萬小時壽命是騙人的。這些LED的確是可維持十萬小時，但是他們的輸出可能不夠用於燈具的原定之應用了。五千小時之可用的壽命，對於5mm LED燈具來說可能是更為貼切的。
較新的LED封裝
標準的5 mm LED封裝原是被設計用在指示燈的應用，但是在操作時，他們的設計不允釵?/SPAN>LED晶片，有足夠之熱傳導以維持冷卻。當晶片的溫度升高時，這個裝置會更快速地劣化。另一個問題是5mm 的白光LED，會使樹脂黃化而減低了光線的輸出，並且增加光線輸出的劣化速率。
然而樂觀是有理由的；較新的高必vLED封裝已被設計用在照明的應用了。這些高必vLED，每一裝置產生十到二十倍更多的光通量，而與5 mm的封裝相比更為有效。
此外，一份近期之刊物已顯示，新高必v白光LED封裝之流明的劣化，與5 mm封裝相較已降低相當地多了(Narendran et al. 2001b)。一些製造商經由適當地吸收熱量，並將LED封裝在不會隨時間劣化的材料，似乎已解決了劣化的問題。
即使是傳統的光源，例如：白熾燈、鹵素燈、螢光燈和金屬鹵化物燈，均展現出在他們的操作壽命期間之光線輸出衰減。顯示不同的白色光源，其光線輸出隨時間變化的比較。高必v的LED有非常低的光線輸出劣化，根據的初步數據，在裝置的架構的進步，光線的吸收和散熱已使得高必vLED能有所進展，它提供了改善的發光幼纂A並提高了照度的維持度。
這些進步已使徥白光LED科技更有用於一般照明的應用的可能性了。假若LED工業能夠維持這些進步的趨勢，在未來的五至十年間，固態照明將可有明顯的市場突破。
未來在照明的LED
以LED弁鄋穛{之改善，固態照明正吸引了更多由照明界來的注意力。一般照明的市場是很巨大的，但是突破那個市場將需要更高價的LED產品。製造商將必須繼續致力於更長壽命的白光LED，並有著更高的幼纂B更高的照明通量和改善的顏色性質。照明研究中心（Lighting Research Center）現正在確認一些參數，其可以被改善以提供為人們可接受之有品質的照明。
使用LED的照明，對於建築學上可能會有重要的衝擊。試著想像一位建築師，他可以自由地設計建築，將全部的照明系統建於牆壁、天花板、甚致在地板裏面。當照明用的LED可達到很長壽命時，換一個燈泡的雜務將被歸類為一個博物館中的展示項目了（註：很久才換一次）。
新的照明產品變成建築的一部分，對於這個產業將會需要一全新的方向，而這種改變可能不是容易的。現在由天花板上吊掛的燈具，或在牆壁上的均將會消失，雖然設計師可找到更有審美觀取悅的方式來運用LED的科技，而不僅只是將LED隱藏在牆壁裏面。製造商以及設計師和建築師，將需要改變以跟上快速進化的LED。

By Daph Bay
at 2005-11-18T12:20

LED是"發光二極體"Light Emiting Doide的縮寫，是半導體材料製成的固態發光元
件，材料使用III-V族化學元素（如：磷化鎵(GaP)、砷化鎵 (GaAs)等），發光原
理是將電能轉換為光，也就是對化合物半導體施加電流，透過電子與電洞的結
合，過剩的能量會以光的形式釋出，達成發光的效果，屬於冷性發光，壽命長
達十萬小時以上。
LED主要優點如：壽命長、省電、較耐用、耐震、牢靠、適合量產、體積小、
反應快，惟生產照明用所需的藍光在專利權保護下，產品價格仍高，加上所產
生的白光較傳統的照明器材在亮度上仍有差距，短期內仍無法取代傳統照明設
備。
LED要取代傳統照明市場發光效率至少要提升到60lm/W以上
不過要普及重點還是在發光成本上
預估若能降至0.01美元/lm則預計將可完全取代現有照明市場
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LED是Light Emiting Doide的縮寫，中文譯名為"發光二極體"，是半導體材料製成
的固態發光元件，材料使用III-V族化學元素（如：磷化鎵(GaP)、砷化鎵 (GaAs)
等），發光原理是將電能轉換為光，也就是對化合物半導體施加電流，透過電
子與電洞的結合，過剩的能量會以光的形式釋出，達成發光的效果，屬於冷性
發光，壽命長達十萬小時以上。
LED最大的特點在於：無須暖燈時間(idling time)、反應速度快(約在10^-9秒)、體
積小、用電省、耐震、污染低、適合量產，具高可靠度，容易配合應用上的需
要製成極小或陣列式的元件。
LED因材料的不同，其二極體內中電子、電洞所佔的能階也有所不同，能階的高
低差影響結合後光子的能量而產生不同波長的光也就是不同顏色的光，如紅、
橙光、黃、綠、藍或不可見光等。

By Genevieve
at 2005-11-16T19:15

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By Necoo
at 2005-11-17T11:34

LED原理-發光二極體(Light Emitting Diode, LED)在1950年代末於實驗室發展出來，1968年HP開始商業化量產，早期只有單調的暗紅色電子產品指示燈(Lamp，見圖一左)，1992年Nichia突破藍光LED技術障礙後，逐漸衍生出多重色彩，亮度也大幅提高，並以顯示器(Display)、表面黏著型(SMD等各種封裝型態深入生活中各個層面。
LED是利用電能直接轉化為光能的原理，在半導體內正負極2個端子施加電壓，當電流通過，使電子與電洞相結合時，剩餘能量便以光的形式釋放，依其使用的材料的不同，其能階高低使光子能量產生不同波長的光，人眼所能接受到各種顏色的光，如圖二橫座標所示，其波長介於400-780nm，在此區間之外則為不可見光，包括紅外光及紫外光(UV)。
多數LED被稱為Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體，是由Ⅴ族元素(氮N、磷P、砷As等)與Ⅲ族元素(鋁Al、鎵Ga、銦In等)結合而成，以與IC半導體所使用之矽(Si)等Ⅳ族元素區別。傳統液相磊晶法(Liquid Phase Epitaxy, LPE) 與氣相磊晶法 (Vapor Phase Epitaxy, VPE)，以磷化鎵(GaP)或砷化鎵(GaAs)為基板，用於生產中低亮度LED及紅外光IrDa晶粒，其亮度在1燭光(1000mcd)以下。有機金屬氣相磊晶法(Metal Organic Vapor Epitaxy, MOCVD)用於生產高亮度LED，其亮度約在6000-8000mcd。以AlGaInP四種元素為發光層材料在砷化鎵基板上磊晶者，發出紅、橙、黃光之琥珀色系，通稱為四元LED；以GaN為材料所生產的藍、綠光LED，則稱為氮化物LED，一般以藍寶石(Sapphire)為基板，美國大廠CREE則發展出以碳化矽(SiC)為基板的製程。
1.超亮點,顏色純,可做出具有資訊之光源,如紅綠燈,汽車用燈,指標用燈
2.冷光,發熱度低,不會損壞燈座安全性高
3.壽命超長,可連續使用50000小時以上比傳統鎢絲燈壽命高出5~10倍
4.省電,低消耗功率,新環保燈泡
5.反應速度快只要1uS(微秒),不須暖燈可提高安全度

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