LED（Lighting Emitting Diode）照明即是發(fā)光二極管照明，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠色的光，在此基礎(chǔ)上，利用三基色原理，添加熒光粉，可以發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色等任意顏色的光。LED照明產(chǎn)品就是利用LED作為光源制造出來的照明器具。

1.LED照明的原理

LED照明的LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)?，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光。假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外，還有些電子被非發(fā)光中心（這個中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復(fù)合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。發(fā)光的復(fù)合量相對于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。

理論和實踐證明，光的峰值波長λ與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料禁帶寬度Eg有關(guān)，即 λ≈1240/Eg（mm）

式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產(chǎn)生可見光（波長在380nm紫光～780nm紅光），半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在3.26～1.63eV之間。比紅光波長長的光為紅外光?，F(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管，但其中藍(lán)光二極管成本、價格很高，使用不普遍。

2.LED照明的特性

     極限參數(shù)的意義：

    （1）允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，LED發(fā)熱、損壞。

    （2）最大正向直流電流IFm：允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極管。

    （3）最大反向電壓VRm：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。

    （4）工作環(huán)境topm:發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍，發(fā)光二極管將不能正常工作，效率大大降低。

LED照明光源以及燈具圖片

不改變材質(zhì)的前提下，在LED的極限范圍內(nèi)，提高亮度的手段就是提高電流，隨著電流升高，LED發(fā)熱量會劇增。使用過LED光源便攜投影機或微投的朋友，一定都深有體會，LED光源的投影機，非常熱，而且普遍會有明顯的噪音。這些產(chǎn)品，機身小是一方面，關(guān)鍵還是其自身發(fā)熱量較大所致。

隨著功率的增加，LED的散熱問題顯得越來越突出，大量實際應(yīng)用表明，LED不能加大輸入功率的基本原因，是由于LED在工作過程中會放出大量的熱，使管芯結(jié)溫迅速上升，熱阻變大。輸入功率越高，發(fā)熱效應(yīng)越大。溫度的升高將導(dǎo)致器件性能變化與衰減，非輻射復(fù)合增加，器件的漏電流增加，半導(dǎo)體材料缺陷增長，金屬電極電遷移，封裝用環(huán)氧樹脂黃化等等，嚴(yán)重影響LED的光電參數(shù)。甚至使功率LED失效。因此，對于LED器件，降低熱阻與結(jié)溫、對發(fā)光二極管的熱特性進(jìn)行研究顯得日趨重要。

3.LED發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下，節(jié)約能源是我們未來面臨的重要的問題，在照明領(lǐng)域，LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來發(fā)展的趨勢，二十一世紀(jì)將進(jìn)入以LED為代表的新型照明光源時代。LED球泡燈具與白熾燈比較，其最大的發(fā)展動力就是節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢。但是由于成本過高，導(dǎo)致價格要比傳統(tǒng)燈具高了幾個檔次，要讓消費者真正心甘情愿地消費，還需價格的進(jìn)一步下降。

LED燈具最新圖片

中國LED產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)70年代。經(jīng)過30多年的發(fā)展，中國LED產(chǎn)業(yè)已初步形成了包括LED外延片的生產(chǎn)、LED芯片的制備、LED芯片的封裝以及LED產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，中國發(fā)展得比較快的LED企業(yè)很多：雷士照明、長方照明、華威凱德、迪博特公司。在“國家半導(dǎo)體照明工程”的推動下，形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州、廣洲和石家莊七個國家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地。長三角、珠三角、閩三角以及北方地區(qū)則成為中國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的聚集地。

目前，中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展向好，外延芯片企業(yè)的發(fā)展尤其迅速、封裝企業(yè)規(guī)模繼續(xù)保持較快增長、照明應(yīng)用取得較大進(jìn)展。2007年中國LED應(yīng)用產(chǎn)品產(chǎn)值已超過300億元，已成為LED全彩顯示屏、太陽能LED、景觀照明等應(yīng)用產(chǎn)品世界最大的生產(chǎn)和出口國，新興的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)正在形成。國內(nèi)在照明領(lǐng)域已經(jīng)形成一定特色，其中戶外照明發(fā)展最快，已有上百家LED路燈企業(yè)并建設(shè)了幾十條示范道路，但在室內(nèi)通用照明市場方面仍顯落后。

2008年北京奧運會對LED照明的集中展示讓人們對LED有了全新的認(rèn)識，有力推動了中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)大而不強，核心競爭力仍有待于進(jìn)一步提升。對國內(nèi)企業(yè)而言，壯大規(guī)模、提高產(chǎn)品質(zhì)量與技術(shù)水平是首要任務(wù)，提高未來取得大廠專利授權(quán)時的要價能力，或逐步通過研發(fā)突破核心專利。

4.LED發(fā)展趨勢

    LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點，可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。近年來，世界上一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家圍繞LED的研制展開了激烈的技術(shù)競賽。美國從2000年起投資5億美元實施“國家半導(dǎo)體照明計劃”，歐盟也在2000年7月宣布啟動類似的“彩虹計劃”。我國科技部在“863”計劃的支持下，2003年6月份首次提出發(fā)展半導(dǎo)體照明計劃。多年來，LED照明以其節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢，已受到國家和各級政府的重視，各地紛紛出臺相關(guān)政策和舉措加快LED燈具的發(fā)展；大眾消費者也對這種環(huán)保新型的照明產(chǎn)品渴求已久。但是，由于投入在技術(shù)和推廣上的成本居高不下，使得令萬千消費者翹首以待的LED照明產(chǎn)品一直可望而不可及，遲遲未能揭開其神秘的貴族面紗！

隨著國內(nèi)部分廠家技術(shù)和生產(chǎn)成本的降低，LED照明叫好而不叫座的局面行將改變。價廉物美的LED照明產(chǎn)品，將給中國照明行業(yè)帶來革命性的沖擊，為廣大消費者帶來光明的福音！

LED照明優(yōu)點：

1）高節(jié)能：節(jié)能能源無污染即為環(huán)保。直流驅(qū)動，超低功耗（單管0.03-0.06瓦）電光功率轉(zhuǎn)換接近100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。

2）壽命長：LED光源有人稱它為長壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達(dá)6萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。

3）多變幻：LED光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計算機技術(shù)控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256×256×256=16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像。

4）利環(huán)保：環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。

5）高新尖：與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LED光源是低壓微電子產(chǎn)品，成功融合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導(dǎo)體光電器件“高新尖”技術(shù)，具有在線編程，無限升級，靈活多變的特點。

 5.LED照明的新設(shè)計理念

LED的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)光源的設(shè)計方法與思路，目前有兩種最新的設(shè)計理念。

1)情景照明：是2008年由飛利浦提出的情景照明，以環(huán)境的需求來設(shè)計燈具。情景照明以場所為出發(fā)點，旨在營造一種漂亮、絢麗的光照環(huán)境，去烘托場景效果，使人感覺到有場景氛圍。

2)情調(diào)照明：是2009年由凱西歐提出的情調(diào)照明，以人的需求來設(shè)計燈具。情調(diào)照明是以人情感為出發(fā)點，從人的角度去創(chuàng)造一種意境般的光照環(huán)境。情調(diào)照明與情景照明有所不同，情調(diào)照明是動態(tài)的，可以滿足人的精神需求的照明方式，使人感到有情調(diào);而情景照明是靜態(tài)的，它只能強調(diào)場景光照的需求，而不能表達(dá)人的情緒，從某種意義上說，情調(diào)照明涵蓋情景照明。情調(diào)照明包含四個方面：一是環(huán)保節(jié)能，二是健康，三是智能化，四是人性化。 

6.室內(nèi)照明市場成長曲線

隨著半導(dǎo)體照明技術(shù)的進(jìn)步，LED照明產(chǎn)品已開始進(jìn)入室內(nèi)照明領(lǐng)域。LED照明被認(rèn)為是未來照明的發(fā)展趨勢，而室內(nèi)照明巨大的市場也時刻牽動著業(yè)界的心。發(fā)展是一個過程，LED大規(guī)模入主室內(nèi)照明市場還有多遠(yuǎn)？將經(jīng)歷一個怎樣的階段？企業(yè)應(yīng)當(dāng)如何發(fā)展？經(jīng)與與多位業(yè)內(nèi)人士溝通，希望能大致描繪出國內(nèi)LED室內(nèi)照明市場的成長曲線，為業(yè)界提供參考。

2020年LED室內(nèi)照明產(chǎn)品市場占有率或可達(dá)到50% 

對于受多種因素影響，同時快速發(fā)展中的國內(nèi)LED室內(nèi)照明市場，很難準(zhǔn)確預(yù)測其產(chǎn)品的市場占有率，采訪中很多人認(rèn)為至2012年LED室內(nèi)照明的市場占有率或可達(dá)到10%,2015年或可達(dá)到30%,而至2020年則或可達(dá)到50%.不過，中國半導(dǎo)體照明網(wǎng)針對LED照明普及時間進(jìn)程的調(diào)查結(jié)果顯示，也有很多人持相對樂觀的態(tài)度。歐司朗相關(guān)人士認(rèn)為2020年LED室內(nèi)照明的市場占有率或可達(dá)到50%，而且由于LED的設(shè)計空間巨大，除照明市場規(guī)模不斷擴(kuò)大外，也將帶動相關(guān)市場的發(fā)展，整體市場規(guī)模巨大。

盡管目前已可以看到多種室內(nèi)照明產(chǎn)品，但在業(yè)界很多人看來，作為一種新型光源，目前國內(nèi)的LED室內(nèi)照明市場還剛剛起步，無論是LED室內(nèi)照明產(chǎn)品本身還是相關(guān)的技術(shù)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、消費者的觀念都需要一定的時間去發(fā)展，目前LED室內(nèi)照明的工藝、產(chǎn)品等都還不夠成熟，還不適宜大規(guī)模推廣。

而對于國內(nèi)LED室內(nèi)照明的發(fā)展階段，四川新力光源有限公司常務(wù)副總裁張立認(rèn)為，目前LED室內(nèi)照明尚處于技術(shù)準(zhǔn)備階段，這一階段或?qū)⒊掷m(xù)兩到三年。之后隨著消費者對LED照明產(chǎn)品認(rèn)知度的提高，規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)體系的建立、生產(chǎn)工藝的成熟等會進(jìn)入產(chǎn)品相對成熟的初級推廣階段。而2015年后隨著世界經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)，消費者經(jīng)濟(jì)承受力的提高，同時受能源緊缺、電價提高等影響，可以預(yù)期LED室內(nèi)照明產(chǎn)品的推廣會比較快。至2025年LED室內(nèi)照明產(chǎn)品的市場占有率有可能達(dá)到70%~80%_’張立說。

2014年以后LED燈泡商機爆發(fā)勢頭將相當(dāng)強

目前國內(nèi)LED的室內(nèi)照明主要集中在裝飾照明，比如一些娛樂場所、商業(yè)照明和公共照明比如地下停車場、星級賓館走廊等，尚未真正進(jìn)入市場巨大的普通家用照明。主要室內(nèi)照明產(chǎn)品有商業(yè)日光燈、筒燈、射燈、替代白熾燈的球泡燈、冰柜燈等。工業(yè)和信息化部半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組副組長彭萬華指出，根據(jù)國外一些國家發(fā)展LED室內(nèi)照明的計劃，預(yù)計從2010-2012年主推商業(yè)照明，而從2012-2015年將主推普通照明，即普通家用照明。從技術(shù)的角度，目前光的質(zhì)量，比如光色等方面還不是很好，而家用照明對光的要求很高，因此最近幾年不宜提倡住宅照明。

作為未來照明的發(fā)展趨勢，LED大規(guī)模進(jìn)入室內(nèi)照明的進(jìn)程是怎樣的？在當(dāng)前眾多LED室內(nèi)照明產(chǎn)品中，LED燈泡是重要形式之一。根據(jù)對全球照明燈泡市場的相關(guān)研究，燈泡市場短期內(nèi)至少到2017年以前，都是傳統(tǒng)光源，白熾燈、熒光燈以及新光源如LED燈泡等共同主導(dǎo)市場。LED燈泡仍需歷經(jīng)一段時間代換各種主流的傳統(tǒng)及節(jié)能光源，目前LED燈泡仍處在市場導(dǎo)入階段。

預(yù)計2014年以后LED燈泡商機爆發(fā)性將相當(dāng)強勁，在2018年以后需求將大幅度領(lǐng)先熒光燈等光源。

總體來看，可將LED燈泡在照明市場的成長大致分為三個階段：2012年以前白熾燈、熒光燈及節(jié)能燈將是照明燈泡照明的主要光源，而LED價格偏高，處于示范階段，主要是替換白熾燈。2012-2014年，隨著全球白熾燈禁產(chǎn)禁用政策的依序落實，使得白熾燈在2012年后在市場上將逐漸消失。此階段，節(jié)能燈市場預(yù)計開始進(jìn)入成長高峰期，將占據(jù)照明市場主要份額。但預(yù)計至2014年LED燈泡將大幅替換白熾燈、熒光燈等進(jìn)入成熟時期。與此同時，LED燈泡的成本正不斷下降，隨著近年投入LED的廠家不斷增多，其價格下滑速度將會更快，LED市場的爆發(fā)也有可能會提前1_~2年。

LED室內(nèi)照明市場的前景毋庸置疑，面對今后的市場，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)如何行動以待時機？目前應(yīng)加強專利、技術(shù)攻關(guān)，也要進(jìn)行一定的宣傳，提高消費者對LED的認(rèn)識。同時也應(yīng)推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，最終讓消費者能在20_~50個標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品之間進(jìn)行選擇，而不是在上千種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品之間選擇，否則消費者會無法找到可替換的產(chǎn)品。張立如是說。而雷士照明上海研發(fā)中心總經(jīng)理周詳表示，就企業(yè)來說，企業(yè)應(yīng)該加強自身的研發(fā)力度，掌握更多具有核心競爭力的技術(shù)，其次要真正靜下心來做好產(chǎn)品。