LED發(fā)展趨勢
——擴大商業(yè)應用領域

張浩

（上海寶山宜家家居有限公司，上海200436）

LED發(fā)展趨勢
——擴大商業(yè)應用領域

張浩

（上海寶山宜家家居有限公司，上海200436）

發(fā)光二極管，簡稱LED，是第四代照明技術，它以節(jié)能環(huán)保、高效低耗的特點被廣泛應用于各領域中，對促進我國商業(yè)發(fā)展起到重要的作用。論文概括了LED的發(fā)光原理及特點；對LED發(fā)展前景和在商業(yè)應用中存在的問題進行簡述；最后對LED在擴大商業(yè)領域的應用進行深入探究，旨在為相關領域的工作者提供一些建議和幫助。

LED；照明技術；發(fā)展趨勢；領域；探究

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.036

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人們生活水平的迅速提高，傳統(tǒng)的照明技術已無法跟上時代的步伐，面臨淘汰。而作為新一代的照明技術——LED，卻完全彌補了傳統(tǒng)照明技術存在的缺陷，并且對我國商業(yè)的發(fā)展更起到了巨大的促進作用。LED在商業(yè)中的應用較廣泛，很多商家和企業(yè)都應用了LED技術，進而有效地提升發(fā)展?jié)摿?。因此，研究LED在商業(yè)中的應用十分重要，不但可以推動商業(yè)的發(fā)展，還提高了我們的生活水平。

2 LED發(fā)光原理及特點

2.1 LED發(fā)光原理

發(fā)光二極管，即LED，它是一種新型的半導體材料，通過將電能轉化為光能，進行照明工作。LED芯片自上而下由負極、正極、P區(qū)、激活層、N區(qū)和基板6部分組成。其中，P型半導體，即P區(qū)內部帶有空穴，起到主導作用；而N型半導體，即N區(qū)主要由電子組成。當P區(qū)和N區(qū)這兩部分半導體連在一起時，會形成“PN結”，使得電流通過半導體芯片時，電子會從N區(qū)轉移到P區(qū)的空穴中，接著空穴將電子以光子的形式發(fā)送出去，即形成照明。

2.2 LED照明的特點

與傳統(tǒng)的照明技術相比，LED的主要特點有以下幾點。（1）能耗低。與傳統(tǒng)的熒光燈相比，在同樣的照明情況下，LED耗電量為熒光燈的一半，十分節(jié)約能源。（2）綠色環(huán)保。LED制作材料中不含對環(huán)境有污染的物質，并且可以回收再利用，大大降低了對環(huán)境的影響。（3）使用壽命較長。傳統(tǒng)的燈泡存在發(fā)光時間長導致溫度過高而損壞的現(xiàn)象，而LED是固態(tài)冷光源，因此使用壽命較長。（4）響應時間較快。LED的響應時間達到納秒級，具有快速響應的能力。（5）光效較高。與傳統(tǒng)發(fā)光設備相比，LED除了具有發(fā)熱低的優(yōu)點外，還具有發(fā)光效率高的特點，其光效是一般白熾燈的5倍。（6）安全性能好。因此，可以應用在各行各業(yè)，尤其是比較容易發(fā)生安全事故的煤礦工作中。

3 LED發(fā)展前景

LED憑借著優(yōu)秀的特性，被廣泛應用到各行各業(yè)[1]，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1）就投資額度而言。此技術投資額度在幾千萬元，相對較低，因此LED進入企業(yè)門檻低，具有廣闊的發(fā)展前景。另外，LED在國內有很大的市場，而且市場容量較大，不易形成壟斷經(jīng)濟，給國內企業(yè)生存和發(fā)展提供了廣闊的空間。

2）就技術而言。雖然我國對于集成電路研究工作相對較少，但是根據(jù)我國對專業(yè)人才的獵取和培養(yǎng)以及對半導體技術的研究應用，使得LED技術水平已經(jīng)與其他國家相差較小，具有廣闊的研究前景。

3）就資源而言。我國有色金屬資源十分豐富，占世界總資源儲量的70%。這些豐富的有色金屬資源為LED的研究和發(fā)展提供了物質保障。

4）就部分企業(yè)而言。國內一部分企業(yè)擁有核心的知識產(chǎn)權，在世界上都具有很強的競爭力，在技術發(fā)展上容易形成示范效應，從而達到促進國內企業(yè)和市場健康成長的效果。

4 LED在商業(yè)應用中存在的問題

為了了解LED在商業(yè)應用中存在的一些問題，我們對一些LED產(chǎn)品進行測試和分析。測試結果分析表明LED在商業(yè)應用中存在以下4個問題有待解決。

4.1 成本及維護方面

LED較高的價格成本是其在商業(yè)應用中被關注的首要問題，需要得到有效的改善。目前，市場上LED燈的價格在40元/W左右，100W的整燈大概4000元，200W整燈在8000元左右，價格十分昂貴。與傳統(tǒng)燈泡相比（見表1），LED不僅昂貴，而且后期維修成本也十分高。由于LED燈具的結構設計均為一體化，從而使得LED燈具損壞或驅動電源故障時，必須整體拆除更換，維修費用較高、維護工作量較大。給商家造成嚴重的經(jīng)濟負擔，同時也不利于LED在商業(yè)領域中的應用和發(fā)展。另外，由于LED的技術發(fā)展較快，使得商家對其更換速度也較快，從而造成LED燈具備件供給無法保證，給后期維護帶來較大困擾。

表1 傳統(tǒng)燈泡價格及維修元器件市場參考價格(元)

4.2 產(chǎn)品質量方面

LED在產(chǎn)品質量上存在的問題主要體現(xiàn)在使用效率方面。對于LED的使用效率可以劃分為3點。（1）LED燈具的效率。LED燈具大都采用不同的配光方式，例如有的利用傳統(tǒng)的配光器配光、有的利用光學透鏡二次配光，這對LED燈具的出光效率產(chǎn)生嚴重的影響和制約。（2）LED的光效。與高壓鈉燈相比還存在些許不足之處，有待進一步完善和提高。（3）LED驅動電路的效率。在對LED驅動電路進行設計時，如果設計不當，就會使得LED驅動電路自身的特性發(fā)生變化，即恒流性質的轉變，從而大大降低LED驅動電路的轉換效率，進而對LED的質量產(chǎn)生影響。

4.3 照明質量方面

雖然LED光源具有很強的定向性能，但是光源的投射距離有限，造成照明均勻度差的現(xiàn)象。有些商家針對這一缺陷，選擇應用了特殊的光學透鏡進行二次配光的燈具，均勻度雖然得到改善，但仍然存在一些缺陷。有的產(chǎn)品未做二次配光，且LED光源具有定向照射特性，使燈下照度較高，但隨著距離的延伸照度快速下降，水平照度均勻度很差，在實際應用中在兩燈之間會造成明顯暗區(qū)，形成明暗相間的斑馬紋，而且燈具產(chǎn)生的眩光嚴重，給商業(yè)發(fā)展造成嚴重的困擾。

5 LED在擴大商業(yè)應用領域的思考探究

LED在擴大商業(yè)應用領域中，通常需要考慮以下幾點。

5.1 經(jīng)濟性方面

LED在經(jīng)濟方面主要是從成本投資和后期維護2個方面體現(xiàn)的。商家在對LED產(chǎn)品進行選擇時，會優(yōu)先考慮它的成本及后期維修價格，再對其他因素進行衡量。

5.2 功能性方面

LED功能性的體現(xiàn)主要是在照明強度上，這就需要商家在對LED產(chǎn)品進行購買時，要對其照明度值進行分析[2]，參考《建筑照明設計標準》，如表2所示。

5.3 引導性方面

LED在商業(yè)中照明與在其他方面有所不同，LED在商業(yè)中除了起到照明的作用，更多的是對顧客的引導作用，使其達到促進商品銷售的目的。因此，商家在對LED產(chǎn)品進行選擇時，要從顧客的心理角度出發(fā)，充分考慮“顧客進店到選擇商品，再到購買”的心理過程，從而有效提高自身的經(jīng)濟效益。

表2 商業(yè)建筑中照明的標準值

5.4 舒適性方面

LED在舒適性方面的體現(xiàn)主要是，商家需要考慮光照對顧客心理感受的影響。而衡量這一指標的是LED的光色選擇，合適的光色選擇不僅可以起到吸引顧客的目的，而且對自身的營業(yè)心態(tài)也起到一定的制約作用。因此，要求商家在選擇LED燈具時，根據(jù)燈具清單（見表3）對其色溫、光通量、發(fā)光角度等進行嚴格要求。目前，對于商業(yè)照明而言，商家只需要選擇色溫在4000K左右的LED燈具就可以達到預期的效果。

表3 燈具清單

6 結語

綜上所述，LED作為新型的照明設備，它的優(yōu)點毋庸置疑。伴隨著我國商業(yè)的迅速發(fā)展，使得LED在商業(yè)領域的應用成為相關人士所重視的問題。因此，對于LED發(fā)展趨勢以及在商業(yè)應用中存在的一些問題進行分析和研究是非常有意義的，對擴大其商業(yè)應用領域具有重要作用。不僅對LED的發(fā)展起到很好的促進作用，對于我國商業(yè)的進一步發(fā)展更是奠定了堅實的基礎。

【1】鐘冬梅.LED技術發(fā)展概述[J].數(shù)字通信，2011（3）：41-44.

【2】黃建民.LED光電器件覆晶倒裝焊產(chǎn)業(yè)化的關鍵技術研究[J].科技資訊，2015，13(22)：73-74.

LED Development Trends—Expanding Business Application Field

ZHANG Hao
(IKEA Shanghai Baoshan Co.Ltd.,Shanghai200436,China)

Light emitting diode(abbr.LED),is the fourth generation lighting technology,which is widely used to business development with the characteristics of energy saving and environmental protection as well as high efficiency and low consumption,and LED plays an important role in business development.Firstly, this paper summarizes the LED lum inescence principle and characteristicses.Secondly,the LED development prospects and problems existing in the commercial application are reviewed in this paper.At the end,this paper also research deeply in expanding the LED commercial application,to provide some advice and help for the related researchers in the same field.

LED;lighting technology;development trend;field;research

TN2

A

1007-9467（2016）08-0070-02

2016-07-26

張浩（1975～），男，上海人，工程師，從事工程管理與設計研究。