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一、LED的定義
LED Light Emitting Diode(發(fā)光二極管)的縮寫。廣泛見于日常生活中,如家用電器的指示燈,汽車后防霧燈,廣告LED發(fā)光字.建筑亮化工程等。LED的最顯著特點是使用壽命長,光電轉(zhuǎn)換效能高?!?/span>
LED模塊 LED排列成矩陣或筆段,預(yù)制成標(biāo)準(zhǔn)大小的模塊。常用的有8X8點陣模塊(單色有64×1只或雙基色有64×2只發(fā)光二極管),8字七段數(shù)碼模塊?! ?/span>
LED集束管 為提高亮度, 增加視距,將兩只以上至數(shù)十只LED集成封裝成一只集束管,作為一個象素。這種LED集束管主要用于制作戶外屏。又稱為像素筒。LED顯示屏 將LED模塊或集束管按照實際需要大小拼裝排列成矩陣,配以專用顯示電路,直流穩(wěn)壓電源,軟件, 框架及外裝飾等,即構(gòu)成一臺LED顯示屏。
二、白光LED和照明新光源
上個世紀(jì)60年代,科技工作者利用半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光的原理,研制成了LED發(fā)光二極管。當(dāng)時研制的LED,所用的材料是GaASP,其發(fā)光顏色為紅色。經(jīng)過近30年的發(fā)展,現(xiàn)在大家十分熟悉的LED,已能發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍(lán)等多種色光。然而照明需用的白色光LED僅在近年才發(fā)展起來,這里向讀者介紹有關(guān)照明用白光LED
。LED發(fā)光字,LED亮化工程
1. 可見光的光譜和LED白光的關(guān)系。 眾所周之,可見光光譜的波長范圍為380nm~760nm,是人眼可感受到的七色光——紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫,但這七種顏色的光都各自是一種單色光。例如LED發(fā)的紅光的峰值波長為565nm。在可見光的光譜中是沒有白色光的,因為白光不是單色光,而是由多種單色光合成的復(fù)合光,正如太陽光是由七種單色光合成的白色光,而彩色電視機(jī)中的白色光也是由三基色黃、綠、藍(lán)合成。由此可見,要使LED發(fā)出白光,它的光譜特性應(yīng)包括整個可見的光譜范圍。但要制造這種性能的LED,在目前的工藝條件下是不可能的。根據(jù)人們對可見光的研究,人眼睛所能見的白光,至少需兩種光的混合,即二波長發(fā)光(藍(lán)色光+黃色光)或三波長發(fā)光(藍(lán)色光+綠色光+紅色光)的模式。上述兩種模式的白光,都需要藍(lán)色光,所以攝取藍(lán)色光已成為制造白光的關(guān)鍵技術(shù),即當(dāng)前各大LED制造公司追逐的“藍(lán)光技術(shù)”。目前國際上掌握“藍(lán)光技術(shù)”的廠商僅有少數(shù)幾家,所以白光LED的推廣應(yīng)用,尤其是高亮度白光LED在我國的推廣還有一個過程?! ?/span>
2. 白光LED的工藝結(jié)構(gòu)和白色光源。 對于一般照明,在工藝結(jié)構(gòu)上,白光LED通常采用兩種方法形成,第一種是利用“藍(lán)光技術(shù)”與熒光粉配合形成白光;第二種是多種單色光混合方法。這兩種方法都已能成功產(chǎn)生白光器件。第一種方法產(chǎn)生白光的系統(tǒng)如圖1所示,圖中LED GaM芯片發(fā)藍(lán)光(λp=465nm),它和YAG(釔鋁石榴石)熒光粉封裝在一起,當(dāng)熒光粉受藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光,結(jié)果,藍(lán)光和黃光混合形成白光(構(gòu)成LED的結(jié)構(gòu)如圖2所示)。第二種方法采用不同色光的芯片封裝在一起,通過各色光混合而產(chǎn)生白光。
?。常坠猓蹋牛臒粽彰餍鹿庠吹膽?yīng)用前景。 為了說明白光LED的特點,先看看目前所用的照明燈光源的狀況。白熾燈和鹵鎢燈,其光效為12~24流明/瓦;熒光燈和HID燈的光效為50~120流明/瓦。對白光LED:在1998年,白光LED的光效只有5流明/瓦,到了1999年已達(dá)到15流明/瓦,這一指標(biāo)與一般家用白熾燈相近,而在2000年時,白光LED的光效已達(dá)25流明/瓦,這一指標(biāo)與鹵鎢燈相近。有公司預(yù)測,到2005年,LED的光效可達(dá)50流明/瓦,到2015年時,LED的光效可望達(dá)到150~200流明/瓦。那時的白光LED的工作電流便可達(dá)安培級。由此可見開發(fā)白光LED作家用照明光源,將成可能的現(xiàn)實?! ∑胀ㄕ彰饔玫陌谉霟艉望u鎢燈雖價格便宜,但光效低(燈的熱效應(yīng)白白耗電),壽命短,維護(hù)工作量大,但若用白光LED作照明,不僅光效高,而且壽命長(連續(xù)工作時間10000小時以上),幾乎無需維護(hù)。目前,LED發(fā)光字,LED亮化工程德國Hella公司利用白光LED開發(fā)了飛機(jī)閱讀燈;澳大利亞首都堪培拉的一條街道已用了白光LED作路燈照明;我國的城市交通管理燈也正用白光LED取代早期的交通秩序指示燈??梢灶A(yù)見不久的將來,白光LED定會進(jìn)入家庭取代現(xiàn)有的照明燈。三、LED產(chǎn)品的應(yīng)用自從1968年第一批發(fā)光二極管開始進(jìn)入市場,至今已有三十多年,隨著新材料的開發(fā)和工藝的改進(jìn),發(fā)光二極管趨于高亮度化、全色化,在氮化鎵基底的藍(lán)色發(fā)光二極管出現(xiàn)后,更是擴(kuò)展了其應(yīng)用領(lǐng)域,包括:大屏幕彩色顯示、照明燈具、激光器、多媒體顯像、LCD背景光源、探測器、交通信號燈、儀器儀表、光纖通訊、衛(wèi)星通訊、海洋光通訊、圖形識別等等,但目前還主要是作為照明和顯示用。
照明用途:(一)、白光LED燈的應(yīng)用 白光LED與一般照明設(shè)備比較,除了省電外還有壽命長、不發(fā)熱等優(yōu)點,對于廢棄物的回收問題,也比現(xiàn)行日光燈少,可說是既安全又環(huán)保,目前尚未成熟的只剩價格因素,所以各界對白光LED寄以厚望,有"綠色照明光源"之稱。未來應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛,如小型手電筒照明、LCD背光源(汽車、音響儀表板、手機(jī)背光板)、交通信號燈、室內(nèi)照明等。表一:白光LED市場與預(yù)測 單位:百萬美元 年份199819992000200120022003汽車用101318233141電腦用131621283749民用192432425573工業(yè)用6811141824軍事/天文用679121622通訊用131722303951其它3456811總計7088118156204270 從全球來看, 2000年白熾燈及日光燈的市場規(guī)模約為43億美元,每年成長率約為5%,是2000年全球可見光LED市場規(guī)模的2.5倍左右,因此照明市場的發(fā)展空間很大。根據(jù)Reed Electronics Research統(tǒng)計,99年全球白光LED市場有8800萬美元的市場,2000年成長至1.18億美元的規(guī)模,未來3年均將保持40%左右的成長速度,在2003年可達(dá)到2.7億美元的市場規(guī)模。未來在白光LED成本進(jìn)一步降低、照明應(yīng)用領(lǐng)域陸續(xù)開發(fā)情形下,白光LED估計從2004年開始,還會有更為可觀的市場規(guī)模突破,顯示此產(chǎn)品具有相當(dāng)大的市場爆發(fā)力。在各方面.包括LED發(fā)光字,LED亮化工程 在國內(nèi)市場上,白光LED也非常走俏。最近有報道說,北京要搞一個燈火不夜街,提出要用最新型的材料--環(huán)保聚能型發(fā)光二極管,也就是LED的照明光源,在北京申辦2008年奧運會成功后,預(yù)測北京將斥資3000---4000億人民幣來執(zhí)行點亮工程,其中有5%也就是150---200億人民幣的花費可由LED包辦;四川成都去年在火車南站的立交橋上安裝了30000多盞LED燈,直射高空的"城市之光"、 變化萬千的"城市之門"、流光溢彩的斜拉索橋,為蓉城夜景增光不少。諸如此類的燈光工程是各廠商不可忽視的潛在商機(jī)?!?/span>
白光LED最大應(yīng)用是取代普通白熾燈、日光燈照明光源,促使照明行業(yè)發(fā)生巨大的變革,在這一領(lǐng)域的市場將是無限的。
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