LED原理與應用論文

1、ILEDLED 原理與應用原理與應用摘要摘要：LED 是 21 世紀令人矚目的光源,具有廣闊的照明前景。本文首先對 LED的發(fā)展做了簡單的介紹,然后從其基本原理進行分析,詳細解釋了 LED 的發(fā)光原理，封裝技術。論述了 LED 作為照明光源可行性及其在照明顯示方面的應用,最后對 LED 的發(fā)展前景做了說明并做了分析。LED 作為一種新興的綠色照明光源，隨著技術的發(fā)展，各個問題的解決它將逐步取代傳統(tǒng)的照明顯示光源，它將成為 21 世紀照明顯示的主導力量。關鍵詞關鍵詞：LED；發(fā)光原理；綠色照明；環(huán)保；節(jié)能IILED Principles and ApplicationsAbstract：The

2、21st century is eye-catching LED light source, the lighting has broad prospects. This paper on the development of LED done a brief introduction, and then an analysis of its basic principles, detailed explanation of the LED luminescence principle, packaging technology. On the LED lighting as a light

3、source and its feasibility in lighting display applications, the last of the prospects for the development of LED done that and do the analysis. As a new LED lighting green light, as the technology development, to solve all the problems it will gradually replace the traditional lighting display ligh

4、t source, it will become the 21st century lighting show that the dominant force.Key words：LED；Luminescence principle；Green Lighting；Environmental protection；Energy conservation目目 錄錄1 1 LEDLED 發(fā)展概論發(fā)展概論.11.1 引言 .11.2 發(fā)展歷程及現(xiàn)狀分析 .11.2.1 LED 發(fā)展歷程.11.2.2 發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.32 2 LEDLED 工作原理工作原理.42.1 LED 分類.42.1.1 按

5、發(fā)光管發(fā)光顏色分.42.1.2 按發(fā)光管出光面特征分.42.1.3 按發(fā)光二極管的結(jié)構分.42.1.4 按發(fā)光強度和工作電流分.52.2 LED 各種特性及其參數(shù).52.2.1 極限參數(shù)的意義.52.2.2 電參數(shù)的意義.52.3 發(fā)光原理 .72.4 LED 封裝原理.83 3 LEDLED 的應用的應用.103.1 與傳統(tǒng)光源的比較具有的優(yōu)勢及不足 .103.2 應用現(xiàn)狀 .113.2.1. 室內(nèi)外照明.113.2.2. 交通系統(tǒng)指示燈.123.2.3 煤礦的礦燈.133.2.4 顯示屏的應用.133.2.6. 汽車領域的應用.183.2.7 移動電話背光源.193.2.8 顯示器背光源.

6、194 4 LEDLED 發(fā)展與前景分析發(fā)展與前景分析.204.1 制約 LED 發(fā)展的問題分析 .204.2 LED 發(fā)展前景分析.21結(jié)束語結(jié)束語.22參考文獻參考文獻.23致謝致謝.2411 1 LEDLED 發(fā)展概論發(fā)展概論1.11.1 引言引言 近年來，LED 的發(fā)光效率正在逐步提高，商品化的器件已達到白熾燈的水平，景觀燈采用的白色 LED 發(fā)光效率接近熒光燈的水平，并在穩(wěn)步增長中。但是，在照明普及應用方面仍存在一些技術性問題：一是光通量有待進一步提高。采用 LED 作為照明光源，必須可以發(fā)出更多的光，必須具有更高的能量效率。二是 LED 發(fā)出的光與自然光仍有一定的差距。白熾燈具有非

7、常強的黃色光的成分，給人一種溫暖的感覺。而白光 LED 發(fā)出的白光帶有藍色光的成分，在這種光的照明下，人們的視覺不很自然。三是價格較高。這是影響 LED 照明普及的主要原因。但是，近年來由于晶片技術的改良，制造成本正在急劇下降，近三年來 LED 的價格下降了近 50，其正朝著高效率、低成本的方向發(fā)展，這為LED 在照明領域的應用提供了有利條件。此外，較好的性價比也可以彌補成本價格方面的不足。LED 作為一種新興的綠色照明光源，隨著技術的發(fā)展，各個問題的解決它將逐步取代傳統(tǒng)的照明顯示光源，它將成為 21 世紀照明顯示的主導力量。1.21.2 發(fā)展歷程及現(xiàn)狀分析發(fā)展歷程及現(xiàn)狀分析1.2.11.2.

8、1 LEDLED 發(fā)展歷程發(fā)展歷程 1907 年 Henry Joseph Round 第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發(fā)光現(xiàn)象，由于其發(fā)出的黃光太暗，不適合實際應用，更難處在于碳化硅與電致發(fā)光不能很好的適應，研究被摒棄了。20 世紀 20 年代晚期 Bernhard Gudden 和 Robert Wichard 在德國使用從鋅硫化物與銅中提煉的的黃磷發(fā)光，再一次因發(fā)光暗淡而停止。 1936 年,George Destiau 出版了一個關于硫化鋅粉末發(fā)射光的報告，隨著電流的應用和廣泛的認識，最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”這個術語。 20 世紀 50 年代，英國科學家在電致發(fā)光的實驗中使用半導體砷化鎵發(fā)

9、明了第一個具有現(xiàn)代意義的 LED，并于 60 年代面世。第一個商用 LED 僅僅只能發(fā)2出不可視的紅外光，但迅速應用于感應與光電領域。 60 年代初，在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了第一個可見的紅光 LED，磷化鎵的改變使得 LED 更高效、發(fā)出的紅光更亮，甚至產(chǎn)生出橙色的光。當時所用的材料是 GaAsP，發(fā)紅光(p=650nm)，在驅(qū)動電流為 20 毫安時，光通量只有千分之幾個流明，相應的發(fā)光效率約 0.1 流明/瓦。 到 70 年代中期，引入元素 In 和 N，使 LED 產(chǎn)生綠光(p=555nm)，黃光(p=590nm)和橙光(p=610nm)，光效也提高到 1 流明/瓦；就在此時，俄國科

10、學家利用金剛砂制造出發(fā)出黃光的 LED，盡管它不如歐洲的 LED 高效；但在 70年代末，它能發(fā)出純綠色的光。 80 年代早期到中期對砷化鎵磷化鋁的使用使得第一代高亮度的 LED 的誕生，先是紅色，其 LED 的光效達到 10 流明/瓦接著就是黃色，最后為綠色。 到 20 世紀 90 年代早期，采用銦鋁磷化鎵生產(chǎn)出了桔紅、橙、黃和綠光的LED。在很長的一段時間內(nèi)都無法提供發(fā)射藍光的 LED，設計工程師僅能采用已有的色彩：紅色、綠色和黃色，早期的“藍光”器件并不是真正的藍光 LED，而是包圍有藍色散射材料的白熾燈。第一個有歷史意義的藍光 LED 也出現(xiàn)在 90年代早期(日亞公司 1993 宣布，

11、中村修二博士發(fā)明)，再一次利用金鋼砂早期的半導體光源的障礙物。依當今的技術標準去衡量，它與俄國以前的黃光 LED一樣光源暗淡。 90 年代中期，出現(xiàn)了超亮度的氮化鎵 LED，當前制造藍光 LED 的晶體外延材料是氮化銦鎵(InGaN)，發(fā)射波長的范圍為 450nm 至 470nm，氮化銦鎵 LED 可以產(chǎn)生五倍于氮化鎵 LED 的光強。超亮度藍光芯片是白光 LED 的核心，在這個發(fā)光芯片上抹上熒光磷，然后熒光磷通過吸收來自芯片上的藍色光源再轉(zhuǎn)化為白光，利用這種技術可制造出任何可見顏色的光，今天在 LED 市場上就能看到生產(chǎn)出來的新奇顏色，如淺綠色和粉紅色。在 2000 年，前者做成的 LED

12、在紅、橙區(qū)(p=615nm)的光效達到 100 流明/瓦，而后者制成的 LED 在綠色區(qū)域(p=530nm)的光效可以達到 50 流明/瓦。 近期開發(fā)的 LED 不僅能發(fā)射出純紫外光而且能發(fā)射出真實的“黑色”紫外光，LED 發(fā)展史到底能走多遠還不得而知，也許某天就能開發(fā)出能發(fā) X 射線的LED。然而，LED 的發(fā)展不單純是它的顏色還有它的亮度，像計算機一樣，遵守3摩爾定律的發(fā)展，即每隔 18 個月它的亮度就會增加一倍，曾經(jīng)暗淡的發(fā)光二極管現(xiàn)在真正預示著 LED 新時代的來臨。1.2.21.2.2 發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 目前，照明消耗約占整個電力消耗的 20，大大降低照明用電是節(jié)

13、省能源的重要途徑，為實現(xiàn)這一目標，已研究開發(fā)出許多種節(jié)能照明器具，并達到了一定的成效。但是，距離“綠色照明”的要求還遠遠不夠，開發(fā)和應用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源勢在必行。LED 以其固有的優(yōu)越性正吸引著世界的目光。美國、日本等國家和臺灣地區(qū)對 LED 照明效益進行了預測，美國 55的白熾燈及 55的日光燈被 LED 取代，每年節(jié)省 350 億美元電費，每年減少7.55 億噸二氧化碳排放量。日本 100的白熾燈換成 LED，可減少 12 座核電廠發(fā)電量，每年節(jié)省 10 億公升以上的原油消耗。臺灣地區(qū) 25的白熾燈及100的日光燈被白光 LED 取代，每年節(jié)省 110 億度電。日本早在

14、1998 年就編制“21 世紀計劃” ，針對新世紀照明用 LED 光源進行實用性研究。近年來，日本日亞化工、豐田合成、SONY、佳友電工等都已有 LED 照明產(chǎn)品問世。LED 照明目前尚處于發(fā)展期，到 2010 年左右將達成熟期。半導體照明產(chǎn)業(yè)在我國有著巨大的發(fā)展空間，我國城市眾多，僅北京就有近兩萬個交通燈，LED 交通照明市場十分廣闊。一部分城市已開始在城市亮化工程中采用 LED照明產(chǎn)品，LED 在裝飾景觀照明的需求量也將進一步上升。LED 發(fā)展歷史已經(jīng)幾十年，但在照明領域的應用還是新技術。隨著 LED 技術的迅猛發(fā)展，其發(fā)光效率的逐步提高，LED 的應用市場將更加廣泛，特別在全球能源短缺的

15、憂慮再度升高的背景下，LED 在照明市場的前景更備受全球矚目，被業(yè)界認為在未來 10 年成為最被看好的市場以及最大的市場，也將是取代白熾燈、鎢絲燈和熒光燈的最大潛力商品。42 2 LEDLED 工作原理工作原理 2.12.1 LEDLED 分類分類2.1.12.1.1 按發(fā)光管發(fā)光顏色分按發(fā)光管發(fā)光顏色分按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細分黃綠、標準綠和純綠） 、藍光等。另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管和達于做指示燈用。

16、2.1.22.1.2 按發(fā)光管出光面特征分按發(fā)光管出光面特征分按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為 2mm、4.4mm、5mm、8mm、10mm 及20mm 等。國外通常把 3mm 的發(fā)光二極管記作 T-1；把 5mm 的記作 T-1（3/4） ；把 4.4mm 的記作 T-1（1/4） 。由半值角大小可以估計圓形發(fā)光強度角分布情況。從發(fā)光強度角分布圖來分有三類：（1）高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為 520或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯(lián)用以組成自動檢測系統(tǒng)。（2）標

17、準型。通常作指示燈用，其半值角為 2045。（3）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為 4590或更大，散射劑的量較大。2.1.32.1.3 按發(fā)光二極管的結(jié)構分按發(fā)光二極管的結(jié)構分按發(fā)光二極管的結(jié)構分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構。2.1.42.1.4 按發(fā)光強度和工作電流分按發(fā)光強度和工作電流分按發(fā)光強度和工作電流分有普通亮度的 LED（發(fā)光強度100mcd） ；把發(fā)光強度在 10100mcd 間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般 LED 的工作電流在十幾 mA 至幾十 mA，而低電流 LED 的工作電流在 2mA以下（亮度與普通發(fā)光管相同） 。 2.22.2

18、LEDLED 各種特性及其參數(shù)各種特性及其參數(shù)2.2.12.2.1 極限參數(shù)的意義極限參數(shù)的意義（1）允許功耗 Pm:允許加于 LED 兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，LED 發(fā)熱、損壞。（2）最大正向直流電流 IFm：允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極管。（3）最大反向電壓 VRm：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。（4）工作環(huán)境 topm:發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍，發(fā)光二極管將不能正常工作，效率大大降低。2.2.22.2.2 電參數(shù)的意義電參數(shù)的意義（1）光譜分布和峰值波長：某一個發(fā)光二極管所發(fā)之光

19、并非單一波長，其波長大體按圖所示。由圖可見，該發(fā)光管所發(fā)之光中某一波長 0 的光強最大，該波長為峰值波長。（2）發(fā)光強度 IV：發(fā)光二極管的發(fā)光強度通常是指法線（對圓柱形發(fā)光管是指其軸線）方向上的發(fā)光強度。若在該方向上輻射強度為（1/683）W/sr 時，則發(fā)光 1 坎德拉（符號為 cd） 。由于一般 LED 的發(fā)光二強度小，所以發(fā)光強度常用坎德拉(mcd)作單位。（3）光譜半寬度 :它表示發(fā)光管的光譜純度.是指圖 3 中 1/2 峰值光強所對應兩波長之間隔.（4）半值角 1/2 和視角：1/2 是指發(fā)光強度值為軸向強度值一半的方向與發(fā)光軸向（法向）的夾角。半值角的 2 倍為視角（或稱半功率角

20、） 。圖 1 給出的二只不同型號發(fā)光二極管發(fā)光強度角分布的情況。中垂線（法線）AO 的坐標為相對發(fā)光強度（即發(fā)光強度與最大發(fā)光強度的之比） 。顯然，法線6方向上的相對發(fā)光強度為 1，離開法線方向的角度越大，相對發(fā)光強度越小。由此圖可以得到半值角或視角值。 圖圖 1 1 發(fā)光強度角分布圖發(fā)光強度角分布圖圖圖 2 2 V-IV-I 特性曲線特性曲線（5）正向工作電流 If：它是指發(fā)光二極管正常發(fā)光時的正向電流值。在實際使用中應根據(jù)需要選擇 IF 在 0.6IFm 以下。（6）正向工作電壓 VF：參數(shù)表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在 IF=20mA 時測得的。發(fā)光二極管正向工作

21、電壓 VF 在 1.43V。在7外界溫度升高時，VF 將下降。（7）V-I 特性：發(fā)光二極管的電壓與電流的關系可用圖 2 表示。在正向電壓正小于某一值（叫閾值）時，電流極小，不發(fā)光。當電壓超過某一值后，正向電流隨電壓迅速增加，發(fā)光。由 V-I 曲線可以得出發(fā)光管的正向電壓，反向電流及反向電壓等參數(shù)。正向的發(fā)光管反向漏電流 IRAT89X52.Hunsigned char code taba=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f;、unsigned char code tabb=0 x01,0 x02,0 x04,0 x08,0 x10,

22、0 x20,0 x40,0 x80;void delay(void) unsigned char i,j; for(i=10;i0;i-)for(j=248;j0;j-);17void delay1(void) unsigned char i,j,k; for(k=10;k0;k-)for(i=20;i0;i-)for(j=248;j3;j+)/from left to right 3 timefor(i=0;i8;i+)P3=tabai; P1=0 xff; delay1();for(j=0;j3;j+)/from right to left 3 timefor(i=0;i8;i+)P3=t

23、aba7-i; P1=0 xff; delay1();18for(j=0;j3;j+)/from top to bottom 3 timefor(i=0;i8;i+)P3=0 x00; P1=tabb7-i; delay1();for(j=0;j3;j+)/from bottom to top 3 timefor(i=0;i8;i+)P3=0 x00; P1=tabbi; delay1();3.2.6.3.2.6. 汽車領域的應用汽車領域的應用因其節(jié)能性，LED 被廣泛應用于汽車產(chǎn)業(yè)之中，如儀表板、空調(diào)、收音機和電子開關等汽車內(nèi)部照明設備。同時又因 LED 的開關時間短，響應時間是現(xiàn)用的光源響

24、應時間的 1/100，故而用于汽車的剎車燈或狀態(tài)燈，可以縮短車后車輛的剎車時間，預防追尾,提高安全性。同時因其節(jié)能性也大大降低了汽車能量的消耗。我國汽車 LED 車燈行業(yè)有著比較廣闊的發(fā)展前景和空間。到 2008 年，我國汽車 LED 組合尾燈在前裝市場的配套量將超過 100 萬套，未來幾年市場年平均增長速度將超過 80%。由此我們可以想象 LED 為我們節(jié)約的石油，節(jié)約的能源。193.2.73.2.7 移動電話背光源移動電話背光源在我們?nèi)粘Ｊ褂玫囊苿与娫捴校謾C面板、按鍵、閃光燈已經(jīng)普遍采用LED 來做光源。LED 的采用使得手機電池的待機時間增加，使我們用起來更加方便。隨著科技的發(fā)展，手機

25、價格越來越低，據(jù)預測 2006 年全球手機持有量將達到 5.2 億部，一部手機平均要使用 10 個表貼型 LED，也即意味著僅手機市場對 LED 的需求就達到了 52 億個，由此可見，僅手機方面的節(jié)能就非?？捎^。3.2.83.2.8 顯示器背光源顯示器背光源由于 LED 背光源在節(jié)能、壽命、色域等性能及環(huán)保方面的優(yōu)勢，其取代冷陰極管（cold cathodefluorescentlam p,CCFL）背光源已成為趨勢，目前 LED 背光源的筆記型計算機已經(jīng)推出數(shù)款。LED 背光源可以降低能耗，增加電池的使用時間，減輕筆記本的重量。據(jù)報道，日本東芝公司研發(fā)了一款筆記本，采用LED 替代原來的冷陰

26、極熒光管，經(jīng)測試新的筆記本電腦比傳統(tǒng)的筆記本節(jié)電 48%，同時不含對身體健康、環(huán)境有害的重金屬汞，而且 LED 背光光源產(chǎn)品價格與CCFL 背光模塊相差不大，符合時下的消費需求。預計在 13in 以下筆記型計算機市場，LED 會明顯的取代 CCFL 背光模塊。204 4 LEDLED 發(fā)展與前景分析發(fā)展與前景分析4.14.1 制約制約 LEDLED 發(fā)展的問題分析發(fā)展的問題分析LED 產(chǎn)業(yè)面臨的問題可分為兩個層次,一是目前技術水平下可在一定程度上加以解決的問題,包括亮度仍顯偏低、生產(chǎn)裝備比較落后等等,二是較深層次的問題,主要有基色不全、顯色性不高、內(nèi)量子效率、光取出效率、單芯片功率、生產(chǎn)成本等

27、。另外還有一個標準與規(guī)范制定的問題也屬第二層次的內(nèi)容。LED 產(chǎn)業(yè)的未來從應用要求出發(fā),面對困難,不斷探索新材料、新工藝,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)細分。在現(xiàn)有技術基礎上解決或部分解決某些應用需求，根據(jù)亮飾、照明、顯示三大主要領域的具體要求,運用現(xiàn)有的技術及產(chǎn)品,可以解決或部分解決一些問題。比如,亮度偏低可選擇超高亮 LED 或提高 LED 功率的辦法加以解決,不過,提高功率需要兼顧亮度與壽命兩方面,集束法也是可以使用的一個辦法,當然需要配套一定的散熱措施。再比如生產(chǎn)裝備落后問題,可以加大投入,采用先進設備,也可在國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)的點膠、固晶、焊線等設備的基礎上,進一步加以開發(fā)。還有亮飾方面,可以結(jié)合實際進行 LE

28、D 外形、安裝結(jié)構、色彩亮度變化等方面的二次開發(fā)。從根本上探索解決深層次問題的辦法,充分滿足應用需求。當然,LED 產(chǎn)業(yè)內(nèi)還有不少問題需要從根本加以解決?；壳安皇鞘重S富,理想的目標是可見光波段實現(xiàn)全覆蓋,最好能達到自然光的水平;顯色性仍顯不高,理想水平是黑體相同,即達到 Ra=100;亮度需要有效地提高,包括發(fā)光效率的兩個方面(內(nèi)量子效率和光輸出效率)和功率的提高;另外還有體積、成本、專用集成電路、驅(qū)動器、“冷光”感等問題。歸結(jié)起來是材料、結(jié)構和工藝三個大方面的技術需要繼續(xù)研究探討。標準、規(guī)范是技術與市場結(jié)合的產(chǎn)物,是一個有別技術但依賴于技術的約定。通常在技術相對成熟市場價格基本均衡之后

29、,推出統(tǒng)一的標準和規(guī)范是比較適當?shù)?標準和規(guī)范推出過度滯后,不利于產(chǎn)品競爭和技術提高,過度超前同21樣不利于產(chǎn)品競爭和技術提高。技術和市場適合先發(fā)展后規(guī)范。根據(jù)技術現(xiàn)狀,LED 產(chǎn)業(yè)需要進行領域細分、確定可預見的應用要求、實施超前研發(fā)策略和產(chǎn)業(yè)鏈跟進措施,以技術和產(chǎn)品引領 LED 的應用。LED 顯示屏的網(wǎng)絡化、智能型控制就是一個例子?？v觀 LED 的發(fā)展,我們不難發(fā)現(xiàn),LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極大地緣于技術的進步,而技術進步的動力則是來自于應用的需求,亮度的提高、基色的豐富、功率的增加等等無不如此?？梢酝葡?未來的 LED 產(chǎn)業(yè),一定會根據(jù)應用的要求,在亮度、功率、基色等技術方面進一步突破,使不同

30、類型的 LED 更加廣泛地被使用,并且還會逐步地建立起各自相對獨立的應用領域,從而步入 LED 細分時代,我們有理由相信,亮飾、照明、顯示將會首先獨立出來,形成 LED 應用的專門領域。當然,從技術關聯(lián)角度看,未來的 LED 產(chǎn)業(yè)會像一棵樹,細分出來的專門領域,其源頭仍會統(tǒng)一在芯片材料的生產(chǎn)上,不同領域的 LED 應用會得到不同技術支持。4.24.2 LEDLED 發(fā)展前景分析發(fā)展前景分析LED 的應用雖然已經(jīng)具有了很廣的范圍、很大的規(guī)模,但是,由于 LED 擁有很多社會應用所需的優(yōu)點、相關技術也有很大的發(fā)展空間,因此,LED 有著更為美好的前景。目前技術條件下,LED 已經(jīng)顯示出了眾多的優(yōu)點

31、。一是壽命超長,公認的平均值達 10 萬小時,可期望目標將會達到 25 萬小時;二是色彩豐富,LED 已經(jīng)實現(xiàn)了多個波長的單基色,有紅、琥珀黃、黃、綠、藍等,基本滿足了應用領域?qū)ED 色彩的要求,隨著更多新材料的開發(fā),還會實現(xiàn)更多的基色及至全彩色;三,穩(wěn)定可靠,在 LED 的壽命期內(nèi),LED 差不多都能穩(wěn)定的工作,維護工作量極小;四,電氣安全性高,LED 一般工作在低電壓(6-24V)、小電流(10-20mA)情況下,屬弱電級工作器件,有較好的電氣安全性能;五,節(jié)能環(huán)保效率高,在同等亮度下,LED 的耗電僅為普通白熾燈的 1/10,而且不存在有害金屬汞污染等問題,符合社會發(fā)展趨勢;六,應用靈

32、活性好,LED 可進行低壓供電,也可 110V/220V 電源供電,加上單粒LED 的體積小(芯片更小,只用 3-5 平方毫米),大大方便了工程應用;七,受控制能力強,現(xiàn)有的技術已經(jīng)可以實現(xiàn) LED 的亮度、灰度、動態(tài)顯示、分布控制等,是其它發(fā)光裝置無可比擬的;八,抗震性能優(yōu)越,LED 的堅固、耐震、耐沖擊性能,超過了目前所有其它類型的電光源產(chǎn)品;九,響應速度快,LED 的響應速度在毫秒級,22可以自如有效地應用于顯示屏、汽車剎車燈、相機閃光燈等;十,顯色性能良好,白色 LED 目前的顯色指數(shù) Ra 達到了 70 以上,色溫范圍從 3600K 到 11000K(隨熒光粉不同而變),而且已經(jīng)獲得

33、了實驗室提高的方案;另外還有亮度高、無干擾、方向性好等等也是十分有用的優(yōu)點。在功率、效率等指標上,2007 年 2 月 11 日新華網(wǎng)報道,武漢光電國家實驗室(籌)微光機電系統(tǒng)研究部和華中科技大學能源學院,采用具有中國自主知識產(chǎn)權的技術,成功封裝了功率高達 1 500 瓦的 LED光源,這是目前世界功率最大的 LED 光源,而深圳“2007 LED 技術論壇峰會”上,億光電子工業(yè)股份有限公司(全球光電子產(chǎn)業(yè)領導廠商)則展示了高亮度 LED 的最新技術,并宣稱他們已經(jīng)成功地開發(fā)出了 100(lm/W)的高效率、高亮度 LED,有人預計,LED 的最終發(fā)光效率可以達 200(lm/W),而目前大部

34、分家用照明采用的白熾燈,其光效約為 8(lm/W)。總之,隨著技術的發(fā)展,LED 的優(yōu)點會更優(yōu),優(yōu)點會更多,應用范圍會越來越廣、應用的程度會越來越深入、應用規(guī)模會越來越大?；?LED 眾多的優(yōu)點,世界各國特別是著眼未來的一些國家和地區(qū),紛紛設立 LED 相關的研究開發(fā)計劃。日本設立了 LED 替代白熾燈的“照亮日本”項目計劃,前五年的預算為 50 億日元。美國、韓國、歐盟、中國臺灣都等制定了適合各自實情的半導體照明計劃,大力推進 LED 燈進入普通照明燈具市場。我國也于 2004 年規(guī)劃了 50 億投資的節(jié)能環(huán)保計劃半導體照明。為了適應高速增長的市場需求,我國已將 LED 分別列為 31 項

35、國家鼓勵發(fā)展的電子產(chǎn)品和20 種鼓勵外商投資的電子產(chǎn)品和技術。LED 產(chǎn)業(yè)鏈的上、中、下游產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成,并且正在不斷的豐富著,無論是材料的制備還是芯片的生長,也不管是封裝還是二次開發(fā),均有眾多的科研機構正在進行著各個層面上的研究,另外裝備制造方面也在隨著工藝的定型而不斷地完善著。雖然全球范圍內(nèi)尚沒有完整的 LED 標準體系,但各國及主要廠商已經(jīng)紛紛開始或著手開始相關工作。就國內(nèi)而言,1998 年 1 月發(fā)布實施了LED 顯示屏通用規(guī)范,使 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)標準化工工作開始走向規(guī)范,2000 年 8 月發(fā)布實施了LED 顯示屏檢測方法,2005 年 11 月 17 日,信息產(chǎn)業(yè)部半導體照明技術

36、標準工作組正式成立,我國半導體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將更加規(guī)范、理性和務實。另外,世界范圍內(nèi)的發(fā)展,迫切期待節(jié)能、環(huán)保產(chǎn)品及技術,LED 已經(jīng)具備很強的技23術優(yōu)勢,而且易與光伏等新型能源結(jié)合。結(jié)束語結(jié)束語LED 作為一種新型高效固體光源，它具有白熾燈、鹵鎢燈所不具有的長壽命、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，LED 已顯示出作為照明、顯示光源的巨大潛力，LED巨大的市場注定其將發(fā)展成一個龐大的產(chǎn)業(yè)。目前國內(nèi)的 LED 產(chǎn)品技術水平與國外的差距是明顯的，由于國內(nèi)的集成電路制造比日本、韓國及臺灣等強勢地區(qū)薄弱，LED 外延、芯片制造能力、工藝水平及外圍材料配套能力差，所以要想在將來的 LED 產(chǎn)業(yè)中占有優(yōu)勢的地位，我們必須加快現(xiàn)代化工業(yè)建設，同時加強科學研究，打破國外對 LED 技術專利的壟斷，在不久的將來用上我們自己開發(fā)的擁有自主知識產(chǎn)權的 LED，讓其取代傳統(tǒng)照明，點亮中華大地的夜空。24 參考文獻參考文獻 1 楊秋榮，王同喜，馬洪亭.幾種主要建筑節(jié)能技術的發(fā)展現(xiàn)狀和應用前景J 能,2006,7:52-56.2 郝金剛.LED 產(chǎn)業(yè)分析報告J.現(xiàn)代顯示，2006,38-15.3 李沫.LED 應用日趨成熟，車載顯示器市場潛力巨大EB/O L.汽車電子世2006.7:12-164 毛興武.LED 的發(fā)展與應用J.電子元器件應用，2005,10:77-79.5 何開