綠色照明LED應(yīng)用介紹

選修課論文題目綠色照明LED應(yīng)用介紹綠色照明LED應(yīng)用介紹摘要：本文敘述的是LED光源在照明領(lǐng)域的應(yīng)用，是半導(dǎo)體發(fā)光材料技術(shù)高速發(fā)展及“綠色照明”概念逐步深入人心的產(chǎn)物。關(guān)鍵詞：LED特點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展趨勢高能效LED光源白光照明亮度。TheintroductionofGreenLEDapplicationAbstract:thisarticletopicoutlinenarrativeisLEDlightinlightingapplicationsofsemiconductoremittingmaterialstechnology,highspeeddevelopmentandthe"greenlight"conceptgraduallypervasiveproduct.Keywords:LEDfeaturesapplicationfielddevelopmenttrendenergy-efficientLEDlight-sourcewhitelightlightingintensity.LED基本介紹一、LED發(fā)光原理:發(fā)光二極管LED(LightEmittingDiode)是利用二極管內(nèi)電子與空隙結(jié)合過程中能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生光的輸出。二、LED的特性:冷性發(fā)光不產(chǎn)生熱，元件壽命長(十萬小時以上)、反應(yīng)速度很快、體積小、功耗小、適合量產(chǎn)，高可見度。LED制作材料通常為砷、磷、鎵等Ⅲ-Ⅴ族元素，制作過程包括上游的晶圓制作、磊晶成長，中游的擴(kuò)散制程、金屬蒸鍍、晶粒制作，以及下游的產(chǎn)品封裝及應(yīng)用市場等。LED的內(nèi)在特征決定了它是最理想的光源去代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，它有著廣泛的用途。體積?。篖ED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常的小，非常的輕。耗電量低：LED耗電非常低，一般來說LED的工作電壓是2-3.6V。工作電流是0.02-0.03A。這就是說：它消耗的電不超過0.1W。使用壽命長：在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合?，LED的使用壽命可達(dá)10萬小時。高亮度、低熱量：比HID或白熾燈更少的熱輻射。環(huán)保：LED是由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會造成污染，同時LED也可以回收再利用。紅光LED含有大量的As（砷），劇毒堅(jiān)固耐用：LED是被完全的封裝在環(huán)氧樹脂里面，它比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固。燈體內(nèi)也沒有松動的部分，這些特點(diǎn)使得LED可以說是不易損壞的。三、市場概況：LED可分為可見光(450~780nm)與不可見光，在可見光部分傳統(tǒng)亮度產(chǎn)品已是成熟型產(chǎn)品，產(chǎn)量雖大，不過由于價格低產(chǎn)值不高，年復(fù)合成長率也只有10%；高亮度LED是目前的主流產(chǎn)品，主要應(yīng)用在大型看板、交通標(biāo)志、背光源、汽車第三剎車燈。較成熟的AlGaInP(紅、橙、黃光)應(yīng)用廣泛，專利問題不大，價格已與傳統(tǒng)亮度接近，應(yīng)用的領(lǐng)域巨大?，F(xiàn)階段最熱門的屬GaInN(藍(lán)、綠光)產(chǎn)品，近年在藍(lán)色背光源手機(jī)風(fēng)潮下需求強(qiáng)勁，產(chǎn)品應(yīng)接不暇。GaInN+熒光粉(白光)主要應(yīng)用于照明上，由于藍(lán)光的突破全球大廠紛紛投向白光照明的研發(fā)，加上近期全彩手機(jī)風(fēng)行，使白光背光源炙手可熱，未來技術(shù)若有進(jìn)展，將逐步取代一般照明市場，擁有龐大的商機(jī)。在不可見光方面，主要用在紅外線(850~950nm)及光通訊（850~1550nm）領(lǐng)域，由于這方面投入較高，技術(shù)難度大，產(chǎn)品的價格與毛利率也較好，目前市場是美、日、歐等大廠分食的局面。根據(jù)StrategiesUnlimited的預(yù)估，1998年世界可見光LED生產(chǎn)值，以10.4億美元及54.1%的占有率最高；第二是臺灣3.46億美元、18%的占有率，美國以16.5%、3.18億美元，排名第三；歐洲地區(qū)則有2億美元產(chǎn)值，及10.4%占有率四、LED應(yīng)用領(lǐng)域LED的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，包括通訊、消費(fèi)性電子、汽車、照明、信號燈等，可大體區(qū)分為背光源、照明、電子設(shè)備、顯示屏、汽車等五大領(lǐng)域。1、背光源部分：主要是手機(jī)背光光源方面，是SMD型產(chǎn)品應(yīng)用的最大市場。雖然近兩年手機(jī)的增長速度已明顯趨緩，但全年仍有4億支水準(zhǔn)，以1支手機(jī)要LED背光源2顆、按鍵6顆SMDLED計(jì)，一年保守4億支手機(jī)需求約32億顆LED。最近韓國藍(lán)色背光手機(jī)風(fēng)潮，使藍(lán)光LED的市場供不應(yīng)求，顯見手機(jī)在LED應(yīng)用市場中仍占有舉足輕重的地位。繼藍(lán)光手機(jī)后，目前市場已是彩屏手機(jī)天下。以往彩屏手機(jī)是極高端產(chǎn)品，不過今年主要零組件價格下滑，使得彩屏手機(jī)和單色手機(jī)的價差縮小，加上廠商的大力促銷，手機(jī)的換型潮悄然發(fā)生。2、電子設(shè)備與照明：LED以其功耗低，體積小，壽命長的特點(diǎn)，已成為各種電子設(shè)備指示燈的首選，目前幾乎所有的電子設(shè)備都有LED的身影。LED照明已逐漸發(fā)展至商品化的初步階段，唯在使用壽命及價格上仍有改進(jìn)空間。按照廠商預(yù)測，最快在2004年，白光LED發(fā)光效率即可達(dá)到與20W日光燈管相同的60lm／W，并在2010年提升至100lm／W，足以取代40W日光燈管。至于單價則將從每顆100日元左右，以每年20％速度向下降低。而價格的快速下滑使白光LED的應(yīng)用面很快地增長，不過未來最被看好的還是能取代白熾鎢絲燈泡及日光燈的白光LED。3、投影照明：用于投影照明，不僅壽命增加，而且改變了投影機(jī)結(jié)構(gòu)，由于減少了散熱需求，并縮短了光路系統(tǒng)，所以散熱量和噪聲都有更好的表現(xiàn)。目前，LED光源主要應(yīng)用與集成化小型投影原件和袖珍式小型機(jī)兩種投影產(chǎn)品，集成化小型投影原件不做成獨(dú)立機(jī)型，其主要是與微型顯示設(shè)備如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦集成在一起，電池供電，可以投影約A4紙或標(biāo)準(zhǔn)信紙大小的圖像，方便與他人共享畫面。袖珍式掌上投影機(jī)則是完整獨(dú)立機(jī)型，體積小巧輕便，一只手也可以輕易的拿起，攜帶方便，可放于文件包內(nèi)，未來的發(fā)展方向是商務(wù)應(yīng)用。其可交直流兩用，投影畫面可大于17英寸，屏幕亮度15至200流明，隨著技術(shù)的發(fā)展，顯示效果還在不斷提升。4、顯示屏：LED顯示屏作為一種新興的顯示媒體，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，得到了飛速發(fā)展，它與傳統(tǒng)的顯示媒體―多彩霓虹燈、象素管電視墻、四色磁翻板相比較，以其亮度高、動態(tài)影像顯示效果好、故障低、能耗少、使用壽命長、顯示內(nèi)容多樣、顯示方式豐富、性能價格比高等優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。5、汽車部分：以汽車內(nèi)裝使用包括了儀表板、音箱等指示燈，及汽車外部(第三剎車燈、左右尾燈、方向燈等)，目前歐洲系列車種包括奧迪、寶馬、福斯等品牌全系列采用高亮度LED，而車廠中，豐田汽車也率先將儀表板的背光板換成高亮度LED，其他各車廠新車，也在陸續(xù)采用。若再加上前后車燈、剎車燈，交通標(biāo)志等，與交通有關(guān)的市場，商機(jī)非常龐大。在交通標(biāo)志燈市場方面，全球約有2000萬座交通標(biāo)志燈，若每年更新200萬座，商機(jī)可延續(xù)10年。五、LED的未來展望：從ＬＥＤ和ＬＤ的特點(diǎn)和器件已達(dá)到的性能與水平展望其應(yīng)用前景，目前ＬＥＤ和ＬＤ已在光纖通訊，顯示器件，光存儲，辦公現(xiàn)代化，醫(yī)療，軍事，檢測等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用顯示出其蓬勃發(fā)展的應(yīng)用前景。開發(fā)新能源：太陽能作為一種可再生資源受到大家的熱愛與追捧。最近，太陽能LED街燈也在許多城市悄悄普及。當(dāng)我們贊嘆于它的節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)時，它所面臨的挑戰(zhàn)也逐漸被冷靜的人們看出。太陽能LED街燈的挑戰(zhàn)是什么？如何來解決這些問題呢？安森美半導(dǎo)體相關(guān)的設(shè)計(jì)策略也許會另你眼前一亮。

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\"~近年來，業(yè)界越來越關(guān)注利用可再生的清潔能源太陽能進(jìn)行街道照明。典型太陽能街道照明系統(tǒng)由太陽能電池板、充電控制器、蓄電池、光源以及燈桿等組成，如圖1所示。而在照明光源方面，經(jīng)歷了從白熾燈到熒光燈和高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)等三個重要階段，如此前熒光燈和HID均已被用于太陽能街燈。照明工程師社區(qū)dQtH,[)b相比較而言，發(fā)光二極管(LED)被視作照明光源的第四個重要階段。LED具有著高能效、超長工作壽命、低直流電壓工作、發(fā)出指向光、能夠提供多種色彩及白光、小巧、具有固態(tài)器件的強(qiáng)固性、不含汞等眾多優(yōu)勢，因此，業(yè)界越來越多地將LED用于太陽能街道照明。且LED的能效及光輸出性能已大幅提升，公開宣稱的最強(qiáng)白光LED研發(fā)能力已經(jīng)達(dá)到132至136流明/瓦(lm/W)，這種能效水平已經(jīng)高于傳統(tǒng)的熒光燈和HID金屬燈。特別是到2008年，白光LED已實(shí)現(xiàn)大批量商業(yè)化生產(chǎn)，為LED更大規(guī)模地進(jìn)軍太陽能街燈應(yīng)用打開了大門。汽車節(jié)能運(yùn)用：以LED作為前照燈的近/遠(yuǎn)光束之全部光源的首個量產(chǎn)車型。豐田的凌志LS600h是世界上首個采用LED前照光源的量產(chǎn)車，不過它只在近程光上應(yīng)用了LED，遠(yuǎn)程光源仍為鹵素?zé)?。該含兩種光源的前照車燈總成由小車燈供貨。奧迪也宣布將要在R8運(yùn)動款式跑車上裝用以LED為單一光源的照明系統(tǒng)。這必將推動LED進(jìn)入汽車照明領(lǐng)域技術(shù)殿堂的勢頭。六、總結(jié)：我們賴以生存的地球上的有限資源將要消耗殆盡，如此之來LED（發(fā)光二極管）作為二十一世紀(jì)人類的科技產(chǎn)物，我們就必須充分利用它的多種優(yōu)勢特點(diǎn)，節(jié)能、環(huán)保、體積小、堅(jiān)固耐用，相信不久的將來人們同托自己的聰明才智開發(fā)出更新型的LED發(fā)光設(shè)備取代高耗能元件。隨著全國城市化的進(jìn)一步發(fā)展，燈光環(huán)境（包括路燈、景觀燈、藝術(shù)燈等）建設(shè)領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大，LED光源的應(yīng)用也將不斷發(fā)展。LED作為第四代新光源，在城市景觀燈建設(shè)領(lǐng)域中已得到了有效的應(yīng)用，但要在路燈建設(shè)和