2012年1月，美国《能源独立与安全法》（Energy Independence and Security Act，EISA）规定，40瓦至100瓦之间的白炽灯泡必须达到一定的能效标准，从而促进了比白炽灯泡更有效的替代产品的广泛生产。最受欢迎的选择是节能灯（CFL）和LED灯。最初由于受价格和非自然光的颜色影响，LED灯难以获得消费者的认可。相比之下节能灯更便宜，但许多早期型号的节能灯在完全点亮之前都有时间延迟，而且它们含有有毒的汞元素。随着LED技术的进步和价格的下降，LED灯已经成为日常照明中销量增长最快的产品。

LED早在20世纪60年代就已出现。但直到2007年美国《能源独立与安全法》（Energy Independence and Security Act，EISA ）颁布后，企业才开始寻找用LED取代传统白炽灯的方法。

由于单个LED灯珠产生的光具有很强的方向性，因此需要几个LED灯珠组成陈列才会达到白炽灯的全方位照明的效果。LED发出多种颜色的光，但不是白色。为了给普通照明提供良好的白光，制造商要么将不同颜色的发光二极管混合在一起，使它们发出的光在混合后看起来是白色的，要么使用更通常的做法，在发光二极管上使用磷涂层。带有黄色荧光粉涂层的蓝色LED会产生蓝色和黄色的混合光，肉眼看来就像白光。LED灯泡有多种色温可供选择。色温（以开尔文为单位）可以用来比较光的颜色，如从蜡烛（1850开尔文）到日光（6500开尔文）的一系列光源。制造商产品说明书中会给出LED灯泡发出的光量（以流明为单位），通常会标出等效白炽灯的瓦数。

LED灯泡比传统的白炽灯节能75％～80％，使用寿命约为白炽灯的15倍（有些还要长得多）。节能灯的效率和LED灯差不多，但使用寿命只有白炽灯的10倍，还含有有毒的汞。

LED灯泡还需要一个适配器将家用交流电（AC）转换成直流电（DC）。尽管LED灯泡产生的余热比白炽灯少得多，但敏感的半导体通常仍需要一个散热器（一种导热材料，如金属）来散热。

本节及制作工艺将重点介绍LED灯泡。尽管白炽灯仍然存在，但LED灯是照明市场增长最快的光源。

在制造商弄清楚如何使LED产生真正的白光之前，他们依靠两种主要方法来将LED实际产生的光转换成一种适合照明的光。

一种方法是使用非白色的混合色来产生白光。红色到黄色光谱的LED通常由铝镓铟磷化物（AlGaInP）制成。氮化镓铟（InGaN）被用来制造能发出绿色和蓝色光的LED。

图1　一个组装的LED灯泡（左下），包括底部的电触头、螺旋帽、带有散热器的底座、扩散器圆顶（顶部）、驱动板和LED板（右下）。

第二种主要的方法是在灯泡内部涂上一层黄色的荧光粉，现在更多的是在发光二极管内部涂上一层黄色的荧光粉，这种荧光粉会吸收发光二极管中的一些光子（光粒子）并发射黄色的光子。这种方法使用的通常是紫外线或蓝色的氮化镓（GaN）或氮化镓铟（InGaN）。发光二极管发出的蓝色光和荧光粉发出的黄色光结合在一起，形成了理想的白色。荧光粉可能是含有锰、镧、钇铝石榴石（YAG）等稀土元素，以及氧化钡或氧化铝的混合物。

驱动板

1．一种印刷电路板（PCB），包括驱动多个灯泡的电路板。PCB安装在支架中，并使用自动贴片机应用表面贴装技术（**T）贴装元件。

2．仍然在一个PCB上贴装上元件的驱动板，移到自动焊接机焊接插脚点，同时将引线也焊接到每块板上。

3．现在，各个驱动板按预先刻划的线分隔开来。每个驱动板上有两根**的导线，分别连向灯泡电气底座，相反方向的两根导线连接到LED上。

LED板

4．类似驱动板的焊接方式将LED焊在PCB上。发光二极管可能已经被涂上了一层磷光材料，或者通过不同颜色的发光二极管的组合来产生白光。

5．LED板通常是用热胶（一种传热较好的特殊黏合剂）粘在散热器上。

底座

6．将驱动板插入注塑底座中。根据灯泡的设计，灯泡底座也可以包含金属散热片。然后，在灯泡底座填充树脂材料，以确保驱动板被安装在指定位置，两根接触线向上粘接，两根向下粘接至底座底部。接着通过加热器来固化树脂。

7．接下来，将底座倒置，并附加金属接触帽。最常见的帽子类型是螺纹—“爱迪生螺纹”。在北美和日本，E26（26毫米）螺纹帽是最常见的。在英国、欧洲和澳大利亚，E27（27毫米）帽是标准配置。一些灯具使用推扭式卡口灯头，但并不常见。螺旋盖放置在底座的末端，拧紧，然后卷边或粘接到位。螺纹帽从侧面的驱动板连接到一根**的导线上，另一根**的导线从倒置底座的底部伸出连接到金属阀瓣接点上，为螺塞纹接口提供第二个接点。

8．底座现在再次右转，然后LED的PCB与散热器连接，LED已经焊接到位，定位在顶部，并自动焊接两根驱动板导线到LED板（正对正和负对负）。LED的PCB上的散热器被卷曲或拧到底座的散热器上。

总装与打包

9．将扩散器圆顶安装到LED板上。

10．接下来，检查人员通过将灯泡旋进测试插座进行质量检查，以确保灯泡正常工作。

11．最后将灯泡装入包装盒子里，准备装运。

在美国，环境保护局（EPA）主张能源之星产品认证，要求LED照明产品在色温、均匀性、一致性及长时间的发光效率方面满足规定的要求。制造商可能有独立的实验室来验证其产品的性能。LED的发光效率会随着时间的推移而下降，特别是由于热量影响。因此，制造商通过测试和修改他们的设计方案，以提高灯具的使用寿命。

随着制造商不断改进设计、材料和制造工艺，LED技术会越来越好。然而，LED想要拥有比白炽灯更长的工作时间和使用寿命，还有很长的路要走。或许另一种技术会被开发出来取代LED，然后会在未来几十年占据主导地位——真的很期待。

美国能源部（Department of Energy）的一项研究表明，与不使用LED的情况相比，到2030年，使用LED照明有望每年节省260太瓦时（1太瓦等于1万亿瓦特）。

一家公司开发了一种LED灯泡的替代品，该公司经营者称，这种灯泡的效率和寿命与LED灯泡类似，但在更广泛的可见光光谱中具有更好的色彩表现。然而，这些灯泡确实含有少量的汞，因此会带来回收时的健康与污染问题（如果坏了）。这种灯泡背后的感应技术是由尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）首创的，它是否会成为LED灯泡的挑战者还有待观察。

一些公司正在研究可视光通信（VLC）系统，该系统可以集成到建筑物的灯泡中。与普通无线通信（如无线保真度或WiFi）相比，这种方法提供了一些安全优势，因为所谓的LiFi（Li代表光，Wi代表无线）不会超出墙壁，因此无法被入侵。

制造商们已经将现代智能技术整合到灯泡中，使其能够接受中央集线器、智能手机应用程序或电脑的控制。还有内置安全摄像头的灯泡。如果这些产品能有市场的话，制造商将会继续在灯泡上添加些新功能。未来的电灯泡到底会是什么样的，时间会告诉你一切。