LED灯具发展史

      LED灯具，就是发光二极管，发明于20世纪60年代，在随后的数十年中，其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯。为了充分发挥发光二极管的照明潜力，近来，科学家开发出用于照明的新型发光二极管灯具。这种灯具具有效率高、寿命长的特点，可连续使用10万小时，比普通白炽灯具长100倍。
　　据估计，在全球范围内，发光二极管灯具有90亿英镑的市场前景。在巨大商机的吸引下，一些灯具生产商如菲利普公司等，已开始投资数百万镑，研究开发家庭用发光二极管灯具。科学家预测，在未来5年，这种灯具很可能成为下一代照明的主流产品。
　　众所周知，自美国发明家托马斯•爱迪生发明白炽灯至今的100多年来，人们基本仍沿用爱迪生发明的技术生产白炽灯具。灯具的中间是一段金属钨丝，当电流通过时，钨丝受热激活灯具中的气体发出光芒。但是，发光二极管灯具无论在结构上还是在发光原理上，都与传统的白炽灯有着本质的不同。发光二极管是由数层很薄的掺杂半导体材料制成，一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”,当有电流通过时，电子和空穴相互结合并释放出能量，从而辐射出光芒。
　　长期以来，人们之所以没有将发光二极管用于照明，主要是因为发光二极管通常只能发出红色光或黄色光，要想获得白色光，还必须制造出能发出蓝光的发光二极管。这样，红、黄、蓝三种光“混合”后，就产生出白光。现在，这个困扰人们的难题终于得到解决。科学家发现了一种新型半导体材料--―氮化镓，它在经过适当处理后就能发出蓝光。发蓝光的问题解决后，发白光的问题就有了希望。英国剑桥大学材料系的柯林•翰弗莱斯称，他们在实验中已研制出可发白光的发光二极管灯具，这种灯具发出的光线与阳光十分接近，具有良好的应用前景。他说，发光二极管灯具以半导体为材料，因此，这种发光装置可以做的很小，只有几毫米，将其安装在墙壁或天花板上，如果不开灯，几乎察觉不到它们的存在，这样就免去了普通白炽灯需配上灯罩以防光线刺眼睛的麻烦。另外，这种灯具的寿命很长，安上后几乎不用更换，今后人们也许会忘记换灯具是怎么一回事。目前，他正在呼吁英国政府增加投入，以保证英国能在这一技术领域走在前列。
　　除经久耐用外，这种灯具在节能方面也有很大潜力。据计算，如果美国的灯具中有一半使用发光二极管灯具，则可关闭24座发电站，节省数十亿美元，二氧化碳的排放量也将明显下降。正因如此，美国已计划到2006年，所有的交通灯都使用发光二极管灯具，这样每个交叉路口每年即可节省750美元。尽管这种灯具好处多多，但要真正走入普通家庭还面临两大障碍。一是价格太高，现在每个灯具的价格为30英镑，而普通白炽灯具只有35便士，差距太大。二是目前还难以生产出适合家庭使用的发白光的灯具。但开发商相信，这种灯具的价格在今后5年内可以降到每个5英镑。届时，发光二极管灯具将会从传统的电子设备指示灯中脱颖而出，成为照明领域的一颗新星。
　　5.LED灯具发展瓶颈及对策
　　LED灯具产品还处于初级阶段，技术上不成熟，还存在不少问题，如：
　　1）散热问题：如何把结温有效降低到允许水平，仍在探索和实践中，温度控制不好，将影响光效，加光光通衰减，甚至色温、显色性的稳定。
　　2）目前多数LED的色温偏高，过多的蓝色光谱，对于多数室内场所，会使人感觉不舒服，产生刺激感，与环境不够协调，光线不够柔和，不利于眼睛保护。
　　3）LED用作室内功能性照明，如何设计灯具的配光和控光系统，也是一个新课题，定向发光的LED不同于现有光源，灯具的反射、漫射、配光，都有自己的特点。
　　4）LED照明的驱动电路：也需要进一步优化和标准化，还需要时日，其性能包括使用寿命、功耗、谐波、功率因数等，都需要探索。
　　5）价格过高，是推广应用的又一障碍，单靠政府补贴，并非发展之良策，用LED代替白炽灯等低效光源，有显着节能效果，可享受补贴；而相对三基色直管荧光灯这类更高效光源，并没有节能效果（至少今日是如此），过高的初建费用，绝没有经济上的合理性。
　　6）LED照明的另一个问题，是缺乏平稳有序的发展态势。短短几年，几千家企业挤入LED照明，有一哄而起的架势，使人想起“大跃进”的年代。有一些企业在模仿中制作，低水平重复，靠夸大入市，有的企业和一些媒体融合，过分炒作，夸大节能效果，甚至个别政府官员也取到推波助澜作用，误导了使用单位。必须建立一套完整的技术标准和客观的评价机制，实事求是的舆论导向，引导其健康发展。
　　现有LED灯具存在的具体问题主要有，死灯或者光衰比较严重；实际发光效率不高，不足以替代传统白炽灯等，掉盖子（灯体外围的二次透镜）；掉底座（比如E27base部分掉了）；价格过高，不够实惠。
　　不管LED现在存在什么发展瓶颈，但其未来前景是美好的。
　　LED仍在不断发展之中，室内照明空间广阔，未来应用前景是光明的。但是要有更大前进和相应的研究、探索工作，为应用创造条件。
　　1） 进一步提高光效和显色性，研究多种更适应的色温。
　　2） 把半导体学科和照明学科更有机结合，深入研究适合LED特点的灯具形式和灯具配光系统。
　　3） 进一步降低成本。
　　期望在5~10年左右时间，LED在室内功能照明领域能更大范围推广应用。
总之，从目前国内外的技术发展来看，LED灯具进入室内照明是一个必然的过程，这个市场将会非常巨大。未来三五年将是一个重要的发展时期，半导体照明在普通照明领域的应用会像雨后春笋般涌现。随着上游芯片研发新技术的成熟和供应商MOCVD外延炉容量的不断扩大，将会大大降低LED单位生产成本，从而扫除LED灯具进入普通照明的最大成本障碍。