如何經由LED封裝設計改善流明衰減
上傳人:ledth/整理 上傳時間: 2006-02-17 瀏覽次數: 288 |
根據Nadarajah Narendran和Keith Toomey的說法,在構裝設計方面的改進,預期將可為以LED為基礎的照明燈具延長至十萬小時的壽命。
自電力照明被引介之后,在一世紀的期間,僅有兩種型態的光源技術──白熾燈和電力放電──曾經共存過。標準的住宅照明燈泡是屬于白熾光源的家族,而用于辦公室直線式的熒光燈,及在街道上看到之鈉燈,則是電力放電式家族的例子。而此刻,第三種型式的光源科技──發光二極體(Light Emitting Diode;LED),正在嶄露頭角并具有很好的前途。作為第一個固態照明的科技,LED有提供顯著的能源節約和長壽命的潛力。這些因素已將一般照明社群吸引到這一個新的科技了。
LED做為有效率的光源
對大多數的人們,LED這個名詞僅與經常在電子設備上所看到的小型指示燈相關,例如:收音機和遙控器。雖然LED是在1960年代后期開發出來的,而研究人員和開發者,卻花費了近三十年制造用此一科技的白光。然而在此期間,有顏色的LED之強度顯著地增加許多,允許它們被用在很多樣的應用上。在 1990年代的后半期間,LED開始在交通號幟上取代了白熾燈。在此一應用方面,與其對應的白熾燈比較,LED已顯示可節省超過80%以上所用的能源。如此大的能源節約可被實現,是因為傳統的彩色的號幟,在白熾燈上須用光學的濾器。這些濾器吸收,并浪費了顯著的由光源所產生的一部分的輻射能源。另一方面來說,LED以一個狹窄波段來發光,因而可以有效率地產生彩色的光。
圖一:5mm封裝的LED在溫度控制環境下的情況
當LED在交通號幟上取代白熾燈時,它們不只是以能源效率來展露;事實上,一些制造商宣稱他們的LED可維持十萬小時。
當白光LED技術逐步進化時,產業界專家預期LED將可能使照明工業產生突破性的變革,包括:在照明的領域。聽到這個后,一些早期的采用者很快地就創造了一種光源,使用5mm 白光LED數組包裝在一個燈殼內。這些「LED燈泡」模仿標準的白熾燈泡,而且他們的制造者宣稱,他們是較白熾燈更有能源效率的,而且像他們的彩色對手一樣可持續十萬小時。這導致許多人相信,白光LED是準備好去取代白熾燈了。
白光LED的壽命
然而,現實卻無法實踐初期的宣示。在2000年代初期,研究人員的發表顯示,這些5mm 白光LED的光線輸出下降地非常迅速。在僅約6000小時內,光線的輸出下滑到其初始值的一半以下(Narendran et al. 2000 and 2001a)。僅管有這項信息,以及許許多多的文章已顯示,5mm的白光LED非常快地衰減,很多制造商仍繼續宣稱他們將可持續十萬小時。
另一篇最近的刊物顯示,甚至于不同的彩色5mm LED,隨著時間變化而不會以同樣的方式衰減(Narendran et al. 2001b)。這些LED是在一溫度控制的房間中測試的,而他們是被裝設在如<圖一> 所示的印刷電路板上。不同色彩之LED的光線輸出之劣化,是顯示在<圖二>。紅色LED的光線輸出,是以較白光LED慢甚多的速率衰減,而綠光和藍光LED則以中等的速率衰減。
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