LED 是英文 light emitting diode （發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護內(nèi)部芯線的作用，所以 LED 的抗震性能好，發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光，LED的心臟是一個半導體的晶片。

發(fā)光二極管晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個P-N結(jié)。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。

直管型LED燈的目標是取代辦公室等使用的直管型熒光燈。松下于2010年12月24日開始供貨首款支持日本燈泡工業(yè)會規(guī)格“JEL801：2010”的直管型LED燈系統(tǒng)。該LED燈系統(tǒng)支持剛剛標準化的L型燈口，與此前使用G13熒光燈燈口的原有直管型LED燈劃清了界限（圖1）。產(chǎn)品一推出就大受歡迎，據(jù)稱“訂單多得超出預期”（該公司）。

據(jù)松下電工介紹，符合JEL801：2010規(guī)格的燈系統(tǒng)，當前的目標是滿足陸續(xù)進入更新?lián)Q代期的熒光燈系統(tǒng)的“LED化”需求。此次的直管型LED燈系統(tǒng)比熒光燈系統(tǒng)可降低約42％的功耗。但要滿足更新?lián)Q代的需求，估計不只是要低功耗，還需要實現(xiàn)從燈下到墻面的照明都不遜色的性能。松下在產(chǎn)品供貨之際，公開了實現(xiàn)良好照明性能的開發(fā)要點等。

分散配置LED芯片

也稱為led發(fā)光芯片，是led燈的核心組件，也就是指的P-N結(jié)。其主要功能是：把電能轉(zhuǎn)化為光能，芯片的主要材料為單晶硅。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。

原來的直管型LED燈一直存在多個LED發(fā)光點呈粒狀、光線刺眼、色斑和色差較明顯、射向側(cè)面方向（墻面等）的光線較弱而無法照亮整個房間等課題。這也是把熒光燈替換為LED燈時令用戶感到不適的原因。

此次采用了長條狀LED單元。在陶瓷基板上，面朝上等距離安裝藍色LED芯片，并以混合有熒光體的硅樹脂包覆（圖2）。以藍色LED芯片表面和側(cè)面方向發(fā)出的光線使熒光體發(fā)光，從而使整個LED單元發(fā)光。并用裝入玻璃管間的擴散膜消除了發(fā)光點的顆粒感。該擴散膜帶來的光損失僅為2％。

此前因是多個LED芯片的封裝并列，因此封裝間有不發(fā)光之處。另外，利用具備光擴散功能的樹脂管包覆還導致了10％的光損失。

藍色LED芯片的個數(shù)雖未公開，但安裝了多個通用形狀的小型芯片注1）。將發(fā)光的LED芯片細致地分散，可使得眩光不太耀眼。據(jù)負責LED單元開發(fā)的松下照明公司介紹，像這樣安裝多個小型芯片并封裝的LED模塊已經(jīng)應用于LED燈泡開發(fā)之中。

注1：通用的小型藍色LED芯片單邊尺寸多為200μm～300μm。

圖1：支持L型燈口的照明燈系統(tǒng)（點擊圖片查看原圖）

松下電工已開始上市的直管型LED燈系統(tǒng)符合日本燈泡工業(yè)會的規(guī)格“JEL801：2010”。該燈由直管型LED燈、燈口、電源模塊和外殼等構(gòu)成（a）。還做了防墜落等的改進（b）。

圖2：把LED安裝在陶瓷基板上（點擊圖片查看原圖）

直管型LED燈內(nèi)部配置有多個長度為140mm的長條狀LED單元（a）。LED單元是在陶瓷基板上安裝多個藍色LED芯片，其周圍用混合有綠色和紅色熒光體材料的硅樹脂（圖中的熒光體層）加以封裝。據(jù)稱，與原來的安裝方法相比，可減輕眩光，且光的粒感較少。另外，LED單元的長度為推測值。（圖片：（b）以松下電工的資料為基礎(chǔ)制成）

“自然感”來自形狀和熒光體

混有熒光體的硅樹脂為向長邊方向延伸的半圓柱體形。藍色LED芯片的光線穿過熒光體的距離對LED芯片所在的位置依賴性變?。▓D3）。加之，LED單元不僅表面，而且側(cè)面也會射出光線，因此安裝之后燈光也較容易照射到墻壁方向。

圖3：用半圓柱體形樹脂包覆以消除色斑（點擊圖片查看原圖）

硅樹脂以類似于半圓柱體的形狀包覆住藍色LED芯片。藍色LED芯片發(fā)出的光射到外部時通過該樹脂的光路長度幾乎相同，從而能夠抑制色斑的產(chǎn)生。（圖片基于松下電工的資料制成）

熒光，又作“螢光”，是指一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象。當某種常溫物質(zhì)經(jīng)某種波長的入射光（通常是紫外線或X射線）照射，吸收光能后進入激發(fā)態(tài)，并且立即退激發(fā)并發(fā)出比入射光的的波長長的出射光（通常波長在可見光波段）；而且一旦停止入射光，發(fā)光現(xiàn)象也隨之立即消失。具有這種性質(zhì)的出射光就被稱之為熒光。在日常生活中，人們通常廣義地把各種微弱的光亮都稱為熒光，而不去仔細追究和區(qū)分其發(fā)光原理。

熒光體使用了綠色熒光體和紅色熒光體。平均演色性指數(shù)（Ra）為84，滿足Ra需達到80以上的JEL801：2010規(guī)格。Ra評價中不包含的紅色（R9）的演色性確保了30。其演色性達到了與目前主流的熒光燈同等的水平。

沿用熒光燈標準進行研發(fā)的思路，還體現(xiàn)在系統(tǒng)的電源電路和部件選擇等方面。比如，電源電路（AC-DC轉(zhuǎn)換器），雖然向LED燈恒定供應350mA的直流電流，但實際上電流中還存在一些高頻成分，開關(guān)頻率選定為50kHz～60kHz。

在部件選擇方面，系統(tǒng)的外殼部分和收納電源模塊的部分等可與使用熒光燈的系統(tǒng)通用。這是為了以部件通用化來抑制部材成本。