为什么LED需要很长时间才能显示为灯泡？

LED是一种古老的技术，为什么行业需要这么长时间才能将它们放入灯泡中？是否存在技术差距？

如果没有高效的蓝色LED（使用RGB LED或蓝色LED +黄色荧光粉），就不可能产生白光。

突破性突破是1990年代初Nichia的中村修二（Shuji Nakamura）发明了高亮度氮化镓蓝光LED 。

要使整体效率达到荧光灯的水平还需要一段时间，而且直到最近十年，LED才最终脱颖而出。

生产具有合理“色温”（白色阴影）和适当高效率的LED花费了很长时间。LED的正常工作原理仅产生一条光带，就像激光一样。因此，白色的是由蓝色或紫外线LED和磷光体再发射器组成。

为了轻松更换传统灯具，LED灯泡还需要一个小型，便宜的恒流AC-DC转换器。这通常是某种开关模式电源。在过去的十年中，它们也只是真正变得便宜且广泛可用。

另请参阅L奖。

迄今为止，大多数答案都集中在用LED复制白光的技术挑战上，而蓝色LED的开发是该领域的重大突破。已经提到了难以开发足够高的效率来制造实用的灯的蓝色LED的困难。尽管这对于实践EE可能是显而易见的，但我认为值得详细阐述为什么效率太低代表了这样的商业化障碍：即普通的老式热量。

LED经常被引用的优点是它们不产生热量，并且触感凉爽。事实还是虚构？

从某种意义上说是正确的：LED的触感很酷，因为它们通常不会以红外线（IR）辐射的形式产生热量（除非它们当然是IR LED）。红外辐射加热白炽灯泡和其他光源的外壳和周围环境，使其摸起来很热。由于没有IR辐射，因此LED灯具可以放置在传统光源加热会引起特定问题（例如照明食物或纺织品）的位置。

但是，至关重要的是，由于产生光的半导体工艺效率低下，LED器件本身会产生热量。LED封装的壁挂效率（光输出功率除以电功率输入）通常在5-40％的范围内，这意味着60％至95％的输入功率会因为热量而损失掉。

100瓦GLS白炽灯泡消耗的能量产生约12％的热量，83％的IR和仅5％的可见光。相反，典型的LED可能会产生15％的可见光和85％的热量。 特别是对于大功率LED，必须通过有效的热管理来消除这些热量。如果没有良好的散热，LED的内部（结）温度会升高，这会导致LED特性发生变化。

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最重要的是，结温会影响LED的寿命。与其他光源不同，LED不会发生灾难性的故障（尽管数量很少，尤其是当您烹饪时）。取而代之的是，LED的输出会随着时间的流逝而减少。

_{（添加了重点）}

_{— T. Whitaker。“事实或虚构– LED不会发热”。LED杂志，2005年5月。http://www.ledsmagazine.com/articles/2005/05/fact-or-fiction-leds-don-t-produce-heat.html}

在Google图片中搜索“ LED灯泡散热器”，就可以发现一个真正的散热器设计动物园：

                 
          _{（点击查看大图）}

我怀疑由于热管理所需的外形尺寸差异巨大，因此市场渗透率有些滞后。

导致几年延迟的另一个非技术性方面是与蓝色LED生产相关的专利问题。

Nakaa所在的Nichia拥有许多重要的GaN（氮化镓）专利，但并非全部。其他产品，如Cree（SiC专利）和Toyoda Gosei（其他LED专利）拥有大批量生产蓝色LED所需的其他关键专利。

通常在1990年代末期就已经解决了技术问题，但是大型LED厂商由于专利诉讼问题而没有生产任何数量的蓝色LED（部分是大部分？）。

到2002年末，一些关键的专利交叉许可协议已经完成，并且在1-2年内，蓝色LED的生产量有了巨大的增长。

Cree和Nichia宣布专利交叉许可协议和诉讼和解 http://www.nichia.co.jp/en/about_nichia/2002/2002_111301.html

Nichia和Toyoda Gosei解决了LED争议 http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1178214

也不要忽略简单的成本事实。
普通的白炽灯泡可以花几美分，而售价不多。

这是经济学和公众惯性的问题。由于对基础设施和大规模生产的长期投资，传统技术的生产成本较低。新技术必须解决资金问题，初期投资，基础设施建设，市场营销，早期采用者阶段缓慢，分销交易等问题。如果不是美国立法强制采用新技术的途径，那么大多数仍将处于白炽状态而不是由CFL主导的当前白炽灯组合。这不是自由市场力量的自然资本主义看不见的手，而是被强制采用的。

led的好处仅次于大多数人，他们对技术的采用感到let懒，尤其是面对较高的初始成本时。。多数人不愿意为20美元的白炽灯而不愿为3美元的白炽灯而苦恼，即使LED灯泡比20个白炽灯的寿命长一半，其运行成本也是如此。直到现在，单个LED灯泡的价格才真正跌至5〜10美元。

问题是要产生自然的白光。正常的日光在其中具有频谱，但是led只能在某些波长下产生。因此，工程师发明了不同的材料来产生不同的波长。然后将不同的LED混合在一起，使产生的光几乎是自然的白色。

首先，大约40年前，他们发明了红色LED。然后随着不同技术的发展，逐渐出现蓝色/绿色/其他颜色。同样，第一个二极管也不是很强大。

因此，问题在于制造白色发光二极管，并使它们具有足够的强度以与灯泡竞争，而这种情况发生在不到十年前。而且白色二极管仍然非常昂贵，但是其耐用性在很大程度上补偿了成本。尝试查找单个奥迪/宝马/全LED大灯的价格，您会明白的。

每种照明应用都有自己的要求，通常这些要求已经解决了一百多年。从一开始，新的解决方案在质量和成本上就很少有优势。另一个尚未提及的示例是CRI（色彩渲染指数）。

白炽灯泡的光谱响应类似于黑体（因此我们拥有色温系统），而白光LED照明则没有。

即使像上面的图像（有些Google图像搜索的热门文章）那样具有“超高CRI”的近100的产品，也只会产生与白炽灯泡或太阳表面相似的光输出。

对于许多应用程序来说，这很好，但是特别是渲染肤色的困难使其不仅不适用于许多媒体应用程序，而且还使您客厅中的人看起来有些恶心。

同样，其他一些领域也需要适当的显色性，例如人们在销售颜色很重要的东西时。

这可能只是一小部分，但所有其他答案都提到了其他观点，这些观点本身也可能很小，但是总体上给了市场足够的惯性，好像一开始并没有所有这些小问题。

将廉价的小型SMPS和99CRI白光LED应用于明天的技术，可以追溯到1997年，每个人几乎都会立即切换到该技术。

它们还必须获得通过LED的正确电压和安培数，以使它们几乎永远持续使用，并在白色LED上获得最亮的白色，而在红色，绿色等LED上却没有那么重要。白炽灯泡的制造成本可能要几美分，但是自从螺旋紧凑型荧光灯泡问世以来，这种灯泡可以使用多年，但绝不是那样，在您购买白炽灯泡的地方，白炽灯泡的价格会下降，并且价格上涨了不少。他们使用较低的电压，我发现CFL灯泡的价格越来越便宜，而且制成的灯泡无法像现在这样使用，而且白炽灯泡的价格也越来越高。