張浩

（上海寶山宜家家居有限公司，上海200436）

LED發(fā)展趨勢(shì)
——擴(kuò)大商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)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(jiǎn)稱LED，是第四代照明技術(shù)，它以節(jié)能環(huán)保、高效低耗的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域中，對(duì)促進(jìn)我國(guó)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(diǎn)；對(duì)LED發(fā)展前景和在商業(yè)應(yīng)用中存在的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)述；最后對(duì)LED在擴(kuò)大商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行深入探究，旨在為相關(guān)領(lǐng)域的工作者提供一些建議和幫助。

LED；照明技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；領(lǐng)域；探究

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

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(shù)已無(wú)法跟上時(shí)代的步伐，面臨淘汰。而作為新一代的照明技術(shù)——LED，卻完全彌補(bǔ)了傳統(tǒng)照明技術(shù)存在的缺陷，并且對(duì)我國(guó)商業(yè)的發(fā)展更起到了巨大的促進(jìn)作用。LED在商業(yè)中的應(yīng)用較廣泛，很多商家和企業(yè)都應(yīng)用了LED技術(shù)，進(jìn)而有效地提升發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼?，研究LED在商業(yè)中的應(yīng)用十分重要，不但可以推動(dòng)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(diǎn)

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(dǎo)體材料，通過(guò)將電能轉(zhuǎn)化為光能，進(jìn)行照明工作。LED芯片自上而下由負(fù)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(dǎo)體，即P區(qū)內(nèi)部帶有空穴，起到主導(dǎo)作用；而N型半導(dǎo)體，即N區(qū)主要由電子組成。當(dāng)P區(qū)和N區(qū)這兩部分半導(dǎo)體連在一起時(shí)，會(huì)形成“PN結(jié)”，使得電流通過(guò)半導(dǎo)體芯片時(shí)，電子會(huì)從N區(qū)轉(zhuǎn)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(diǎn)

與傳統(tǒng)的照明技術(shù)相比，LED的主要特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。（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(duì)環(huán)境有污染的物質(zhì)，并且可以回收再利用，大大降低了對(duì)環(huán)境的影響。（3）使用壽命較長(zhǎng)。傳統(tǒng)的燈泡存在發(fā)光時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致溫度過(guò)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(zhǎng)。（4）響應(yīng)時(shí)間較快。LED的響應(yīng)時(shí)間達(dá)到納秒級(jí)，具有快速響應(yīng)的能力。（5）光效較高。與傳統(tǒng)發(fā)光設(shè)備相比，LED除了具有發(fā)熱低的優(yōu)點(diǎn)外，還具有發(fā)光效率高的特點(diǎn)，其光效是一般白熾燈的5倍。（6）安全性能好。因此，可以應(yīng)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(yīng)用到各行各業(yè)[1]，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）就投資額度而言。此技術(shù)投資額度在幾千萬(wàn)元，相對(duì)較低，因此LED進(jìn)入企業(yè)門檻低，具有廣闊的發(fā)展前景。另外，LED在國(guó)內(nèi)有很大的市場(chǎng)，而且市場(chǎng)容量較大，不易形成壟斷經(jīng)濟(jì)，給國(guó)內(nèi)企業(yè)生存和發(fā)展提供了廣闊的空間。

2）就技術(shù)而言。雖然我國(guó)對(duì)于集成電路研究工作相對(duì)較少，但是根據(jù)我國(guó)對(duì)專業(yè)人才的獵取和培養(yǎng)以及對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)的研究應(yīng)用，使得LED技術(shù)水平已經(jīng)與其他國(guó)家相差較小，具有廣闊的研究前景。

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

4）就部分企業(yè)而言。國(guó)內(nèi)一部分企業(yè)擁有核心的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在世界上都具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，在技術(shù)發(fā)展上容易形成示范效應(yīng)，從而達(dá)到促進(jìn)國(guó)內(nèi)企業(yè)和市場(chǎng)健康成長(zhǎng)的效果。

4 LED在商業(yè)應(yīng)用中存在的問(wèn)題

為了了解LED在商業(yè)應(yīng)用中存在的一些問(wèn)題，我們對(duì)一些LED產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試和分析。測(cè)試結(jié)果分析表明LED在商業(yè)應(yīng)用中存在以下4個(gè)問(wèn)題有待解決。

4.1 成本及維護(hù)方面

LED較高的價(jià)格成本是其在商業(yè)應(yīng)用中被關(guān)注的首要問(wèn)題，需要得到有效的改善。目前，市場(chǎng)上LED燈的價(jià)格在40元/W左右，100W的整燈大概4000元，200W整燈在8000元左右，價(jià)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均為一體化，從而使得LED燈具損壞或驅(qū)動(dòng)電源故障時(shí)，必須整體拆除更換，維修費(fèi)用較高、維護(hù)工作量較大。給商家造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時(shí)也不利于LED在商業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用和發(fā)展。另外，由于LED的技術(shù)發(fā)展較快，使得商家對(duì)其更換速度也較快，從而造成LED燈具備件供給無(wú)法保證，給后期維護(hù)帶來(lái)較大困擾。

表1 傳統(tǒng)燈泡價(jià)格及維修元器件市場(chǎng)參考價(jià)格(元)

4.2 產(chǎn)品質(zhì)量方面

LED在產(chǎn)品質(zhì)量上存在的問(wèn)題主要體現(xiàn)在使用效率方面。對(duì)于LED的使用效率可以劃分為3點(diǎn)。（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(xué)透鏡二次配光，這對(duì)LED燈具的出光效率產(chǎn)生嚴(yán)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(jìn)一步完善和提高。（3）LED驅(qū)動(dòng)電路的效率。在對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，就會(huì)使得LED驅(qū)動(dòng)電路自身的特性發(fā)生變化，即恒流性質(zhì)的轉(zhuǎn)變，從而大大降低LED驅(qū)動(dòng)電路的轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而對(duì)LED的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

4.3 照明質(zhì)量方面

雖然LED光源具有很強(qiáng)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(duì)這一缺陷，選擇應(yīng)用了特殊的光學(xué)透鏡進(jìn)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(shí)際應(yīng)用中在兩燈之間會(huì)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(yán)重，給商業(yè)發(fā)展造成嚴(yán)重的困擾。

5 LED在擴(kuò)大商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的思考探究

LED在擴(kuò)大商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中，通常需要考慮以下幾點(diǎn)。

5.1 經(jīng)濟(jì)性方面

LED在經(jīng)濟(jì)方面主要是從成本投資和后期維護(hù)2個(gè)方面體現(xiàn)的。商家在對(duì)LED產(chǎn)品進(jìn)行選擇時(shí)，會(huì)優(yōu)先考慮它的成本及后期維修價(jià)格，再對(duì)其他因素進(jìn)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(qiáng)度上，這就需要商家在對(duì)LED產(chǎn)品進(jìn)行購(gòu)買時(shí)，要對(duì)其照明度值進(jìn)行分析[2]，參考《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，如表2所示。

5.3 引導(dǎo)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(duì)顧客的引導(dǎo)作用，使其達(dá)到促進(jìn)商品銷售的目的。因此，商家在對(duì)LED產(chǎn)品進(jìn)行選擇時(shí)，要從顧客的心理角度出發(fā)，充分考慮“顧客進(jìn)店到選擇商品，再到購(gòu)買”的心理過(guò)程，從而有效提高自身的經(jīng)濟(jì)效益。

表2 商業(yè)建筑中照明的標(biāo)準(zhǔn)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(duì)顧客心理感受的影響。而衡量這一指標(biāo)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(duì)自身的營(yíng)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(shí)，根據(jù)燈具清單（見表3）對(duì)其色溫、光通量、發(fā)光角度等進(jìn)行嚴(yán)格要求。目前，對(duì)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(dá)到預(yù)期的效果。

表3 燈具清單

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，LED作為新型的照明設(shè)備，它的優(yōu)點(diǎn)毋庸置疑。伴隨著我國(guó)商業(yè)的迅速發(fā)展，使得LED在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用成為相關(guān)人士所重視的問(wèn)題。因此，對(duì)于LED發(fā)展趨勢(shì)以及在商業(yè)應(yīng)用中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行分析和研究是非常有意義的，對(duì)擴(kuò)大其商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域具有重要作用。不僅對(duì)LED的發(fā)展起到很好的促進(jìn)作用，對(duì)于我國(guó)商業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展更是奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【1】鐘冬梅.LED技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)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(shè)計(jì)研究。