摘要：半導(dǎo)體光源(Light Emitting Diode; 簡(jiǎn)稱LED)主要是由p型和n型半導(dǎo)體接合而成, 是一種極微小的固態(tài)光源, 和傳統(tǒng)的燈泡比較, 它不但體積小、堅(jiān)固耐震、顏色多樣、純正, 不用外加濾光板; 省電而不發(fā)熱; 閃動(dòng)時(shí), 點(diǎn)燈速度極快, 不產(chǎn)生殘留影像; 而且壽命較普通燈泡約有100倍, 配合近代各種輕薄短小之應(yīng)用需求, 已成為日常生活、戶外顯示不可或缺的光電組件。本文將從LED的崛起、突破、特點(diǎn)、性能等方面對(duì)LED在戶外照明的應(yīng)用作進(jìn)一步的介紹。

     關(guān)鍵字：半導(dǎo)體光源、LED、戶外照明

一、LED的崛起

    上世紀(jì)60年代初，美國(guó)通用電氣公司的Holonyak博士采用氣相外延生長(zhǎng)的磷砷化鎵研制成功了第一批發(fā)光二極管。1968年美國(guó)的孟山都（Mousanto）和HP公司分別通過(guò)成本與性能的改進(jìn)，生產(chǎn)出了商品化的GaAsP/GaAs LED器件。70年代初成功開(kāi)發(fā)了液相外延（LPE）生長(zhǎng)的摻Zn-O的GaP紅色LED和摻N的GaP綠色LED器件，其后10多年一直為市場(chǎng)主導(dǎo)產(chǎn)品。70年代中期，HP公司的Craford采用氫化物氣相外延工藝研制成功了透明襯底的GaAsP/GaP橙紅色和黃色LED器件，從而形成了能發(fā)紅、黃、綠色光的完整LED系列產(chǎn)品。80年代日本仙臺(tái)大學(xué)的西澤潤(rùn)一研制成功AlGaAs LED材料，并由日本Stanley公司進(jìn)行批量生產(chǎn)，一直沿用到90年代初。90年代初由美國(guó)HP公司和日本東芝公司采用MOCVD技術(shù)研制成功了InGaAlP四元系LED器件。近幾年來(lái)HP公司Craford等人又開(kāi)發(fā)成功透明襯底技術(shù)，發(fā)光效率提高到30 lm/w，超過(guò)了白熾燈的光效。最近，采用了截頭錐體倒裝結(jié)構(gòu)等技術(shù)，更使光效有了進(jìn)一步的提高。

二 、LED的突破

    1993年日本日亞公司的中村修一等人在采用雙氣流MOCVD技術(shù)，同時(shí)解決了P型InGaN材料的退火工藝后，研制成功了以藍(lán)寶石為襯底的超高亮度藍(lán)色的LED器件。不久又相繼推出了綠色與藍(lán)綠色的LED。日亞公司推出了以藍(lán)色LED芯片上覆蓋YAG為主體的熒光粉制成的白色發(fā)光二極管。美國(guó)Cree公司也采用Sic作襯底的InGaN/Sic結(jié)構(gòu)的藍(lán)綠光LED器件，通過(guò)不斷改進(jìn)這種器件的性能已與藍(lán)寶石襯底的器件不相上下。紫外光LED的研究技術(shù)也有了較大的進(jìn)展，從而為新型白光器件開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。正因?yàn)橛辛怂{(lán)光，進(jìn)而開(kāi)發(fā)出了白光，意味著領(lǐng)到了進(jìn)入照明領(lǐng)域的通行證。

LED白光：

    （一）光效進(jìn)展

    （二）發(fā)展趨勢(shì)（目標(biāo)）

    目前：Luxeon（飛利浦與HP合資）的白燈亮度每瓦達(dá)20流明，輸入功率在1w-5w，已成批量生產(chǎn)，已可成為照明光源，現(xiàn)已在汽車上使用（如奔馳）。

    三、LED的特點(diǎn)

    原有認(rèn)識(shí)：簡(jiǎn)單的發(fā)光二極管；猶如螢火蟲(chóng)般指示燈；不太引人注目的單色調(diào)：低亮度幾個(gè)mcd普紅、普綠、普黃。

    重新認(rèn)識(shí)，即LED的主要特點(diǎn)：

    1. 高亮度：?jiǎn)晤w封裝成好的管子，已可達(dá)到2-9cd（普遍使用），市場(chǎng)上比比皆是，應(yīng)用在照明領(lǐng)域上，以作錦上添花。
    2.高純度：顏色純而逼真，還原于自然色彩。
    3.多色彩：可謂：赤橙黃綠青籃紫，（粉紅色、紫羅蘭都可有LED光源當(dāng)空舞。）
    4.多變化：可調(diào)節(jié)色溫的變化，以適應(yīng)多種場(chǎng)合的需求。
    5.低熱量：相比傳統(tǒng)燈來(lái)講，可稱為冷光源。
    6.低耗電：同比傳統(tǒng)燈的1/10，光效正接近熒光燈。
    7.長(zhǎng)壽命：使用壽命是是普通燈泡的100倍以上。
    8.小體積：如是貼片封裝，絕對(duì)是迷你型。
    9. 快響應(yīng)：適合頻繁開(kāi)關(guān)的運(yùn)作場(chǎng)合。
    10.無(wú)頻閃：做成閱讀燈，可成為“視力健”。
    11.無(wú)污染：LED光源不含汞、鉛等有害物質(zhì)，可謂 綠色照明。
    12.防撞擊：用在飛機(jī)的機(jī)翼上或火車的底部，絕對(duì)經(jīng)得起考驗(yàn)。
    13.防震動(dòng)：汽車底安裝燈不會(huì)被震壞。
    14.保安全：LED燈既沒(méi)有燈絲，也沒(méi)有易碎的玻璃。
    15.真色彩：無(wú)須安裝濾鏡，即可擁有更高的色彩飽和度，不會(huì)產(chǎn)生廢光。
    16.定光束：定向照射，效能高，使光學(xué)系統(tǒng)可控性更高。
    17.色域?qū)挘荷驅(qū)�，色彩生�?dòng)，擁有飽和的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)照明效果。
    18.無(wú)色差：光源可調(diào)暗1000倍易，不會(huì)改變光的特點(diǎn)。
    19.無(wú)UV：不含對(duì)人體有害紫外線（UV）和紅外輻射。
    20.冷啟動(dòng)：在-40℃的環(huán)境下也可啟動(dòng)。（如哈爾濱冰雪大世界上就可選用）
    21.低直流：LED燈是電流驅(qū)動(dòng)的固態(tài)照明裝置，在3.5V Dc環(huán)境下照常工作。
    22.免維修：在很多領(lǐng)域（如戶外照明）5年～10年不用維修。
    23.微光衰：超凡穩(wěn)定的亮度（依設(shè)計(jì)而定），普通燈具中的環(huán)氧樹(shù)脂使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成光衰(optical decay)，從而亮度降低，而采用新的技術(shù)使其光源中不含環(huán)氧樹(shù)脂，可做到亮度保持不變。

    四、LED的性能（目前）

（一）

（二）