LED光源的特點

1.電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所。    
    2.效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80%     
    3.適用性：很小，每個單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境     
    4.穩(wěn)定性：10萬小時，光衰為初始的50%     
    5. 響應時間：其白熾燈的響應時間為毫秒級，LED燈的響應時間為納秒級    
    6. 對環(huán)境污染：無有害金屬汞     
    7.顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學修飾方法，調整材料的能帶結構和帶隙，實現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色     
    8.價格：LED的價格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只LED的價格就可以與一只白熾燈的價格相當，而通常每組信號燈需由上300～500只二極管構成.

對于一般照明而言，人們更需要白色的光源。1998年發(fā)白光的LED開發(fā)成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成。GaN芯片發(fā)藍光（λp=465nm，Wd=30nm），高溫燒結制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍光激發(fā)后發(fā)出黃色光發(fā)射，峰值550nm。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。 LED基片發(fā)出的藍光部分被熒光粉吸收，另一部分藍光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光?，F(xiàn)在，對于InGaN/YAG白色LED，通過改變YAG熒光粉的化學組成和調節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。（如下圖所示） 

    表一列出了目前白色LED的種類及其發(fā)光原理。目前已商品化的第一種產(chǎn)品為藍光單晶片加上YAG黃色熒光粉，其最好的發(fā)光效率約為25流明/瓦，YAG多為日本日亞公司的進口，價格在2000元/公斤；第二種是日本住友電工亦開發(fā)出以ZnSe為材料的白光LED，不過發(fā)光效率較差。 
    從表中也可以看出某些種類的白色LED光源離不開四種熒光粉：即三基色稀土紅、綠、藍粉和石榴石結構的黃色粉，在未來較被看好的是三波長光，即以無機紫外光晶片加R.G.B三顏色熒光粉，用于封裝LED白光，預計三波長白光LED今年有商品化的機機會。但此處三基色熒光粉的粒度要求比較小，穩(wěn)定性要求也高，具體應用方面還在探索之中。     
    采用LED光源進行照明，首先取代耗電的白熾燈，然后逐步向整個照明市場進軍，將會節(jié)約大量的電能。近期，白色LED已達到單顆用電超過1瓦，光輸出25流明，也增大了它的實用性。

LED顯示器件發(fā)展簡史和應用趨勢

新型LED顯示器件有功耗低、亮度高、壽命長、尺寸小等優(yōu)點，本文從LED顯示器件的發(fā)展簡史開始，探討了表面貼裝LED、汽車應用中的LED和照明用LED的發(fā)展趨勢，對于從事顯示器件開發(fā)的中國工程師有一定參考價值。     
    全球第一款商用化發(fā)光二極管(LED)是在1965年用鍺材料作成的，其單價為45美元。隨后不久Monsanto和惠普公司也推出了用GaAsP材料制作的商用化LED。這些早期的紅色LED每瓦大約能提供0.1流明(lumens)的輸出光通量，比一般的60至100瓦白熾燈的15流明要低上100倍。     
    1968年，LED的研發(fā)取得了突破性進展，利用氮摻雜工藝使GaAsP器件的效率達到了1流明/瓦，并且能夠發(fā)出紅光、橙光和黃色光。到1971，業(yè)界又推出了具有相同效率的GaP綠色裸片LED。     
    1972年開始有少量LED顯示屏用于鐘表和計算器。全球首款采用LED的手表最初還是在昂貴的珠寶商店出售的，其售價竟然高達2,100美元。幾乎與此同時，惠普與德州儀器也推出了帶7段紅色LED顯示屏的計算器。    
    到20世紀70年代，由于LED器件在家庭與辦公設備中的大量應用，LED的價格直線下跌。事實上，LED是那個時代主打的數(shù)字與文字顯示技術。然而在許多商用設備中，LED顯示屏也逐漸受到了來自其它顯示技術的激烈競爭，如液晶、等離子體和真空熒光管顯示器。     
    這種競爭性激勵LED制造商進一步拓展他們的產(chǎn)品類型，并積極尋求LED具有明顯競爭優(yōu)勢的應用領域。此后LED開始應用于文字點陣顯示器、背景圖案用的燈柵和條線圖陣列。數(shù)字顯示屏的尺寸和復雜度在不斷增長，從2位數(shù)字到3位甚至4位，從7段數(shù)字到能夠顯示復雜的文字與圖案組合的14或16段陣列。到1980年制造商開始提供智能化的點陣LED顯示屏。     
    80年代早期的重大技術突破是開發(fā)出了AlGaAs LED，它能以每瓦10流明的發(fā)光效率發(fā)出紅光。這一技術進步使LED能夠應用于室外運動信息發(fā)布以及汽車中央高位安裝停止燈(CHMSL)設備。1990年，業(yè)界又開發(fā)出了能夠提供相當于最好的紅色器件性能的AlInGaP技術，這比當時標準的GaAsP器件性能要高出10倍。     
    今天，最亮的材料應是透明基底AlInGaP。在1991年至2001年期間，材料技術、裸片尺寸和外形方面的進一步發(fā)展使商用化LED的光通量提高了將近20倍。    
    對高強度藍光LED的不斷研發(fā)產(chǎn)生了好幾代亮度越來越高的器件。在1990年左右推出的基于碳化硅(SiC)裸片材料的LED效率大約是0.04流明/瓦，發(fā)出的光強度很少有超過15毫堪(millicandel)的。90年代中期的技術突破實現(xiàn)了第一個基于GaN的實用LED?，F(xiàn)在還有許多公司在用不同的基底如藍寶石和SiC生產(chǎn)GaN LED，這些LED能夠發(fā)出綠光、藍光或紫羅蘭等顏色。高亮藍色LED的發(fā)明使真彩廣告顯示屏的實現(xiàn)成為可能，這樣的顯示屏能夠顯示真彩、全運動的視頻圖像。     
    藍光LED的出現(xiàn)使人們還能利用倒行轉換的磷光材料將較高能量的藍光部分地轉換成其它顏色。將藍光與轉換磷的黃光整合在一起就能得到白光，而整合適當數(shù)量的藍光與紅橙磷(reddish orange phospher)則可以產(chǎn)生略帶桃色或紫色的色彩?，F(xiàn)在僅用LED光源就能完全覆蓋CIE色度曲線中的所有飽和顏色，并且各種顏色LED與磷的有機整合幾乎能夠毫無限制地產(chǎn)生任何顏色。     
    在可靠性方面，LED的半衰期(即光輸出量減少到最初值一半的時間)大概是1萬到10萬小時。相反，小型指示型白熾燈的半衰期(此處的半衰期指的是有一半數(shù)量的燈失效的時間)典型值是10萬到數(shù)千小時不等，具體時間取決于燈的額定工作電流。    
    表面貼裝LED     
    為了利用自動化組裝技術降低制造成本，從20世紀80年代開始業(yè)界逐漸推廣使用表面貼裝器件(SMT)，90年代這一技術得到了進一步強化。最初的SMT LED作為低功率器件被主要用于指示設備和手機鍵盤的照明，后來又開發(fā)出大功率的SMT器件用于汽車面板照明、剎車燈，并擴展用于專業(yè)和一般的照明設備。     
    SMT是蜂窩/PCS電話機的主要技術要求，現(xiàn)在看來這一市場仍具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?span lang="EN-US">2001年全球手機的制造量大約有3.8億部，據(jù)預測今年的制造量將上升到4.3億部，到2005年將達到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40億個。     
    手機功能的不斷升級也進一步刺激了對更高性能LED的需求。確切說，手機設計人員需要多種多樣的LED，包括更高亮度的單色LED器件、真彩LCD顯示屏(特別是第2.5代和第3代手機的LCD)背景光源用的白色LED以及實現(xiàn)產(chǎn)品差異化所需的藍色和紫羅蘭色等特殊色LED。同時，由于手機的復雜度越來越高，體積也越來越小，有更多的用戶對LED提出了更薄更小外形包裝的要求。     
    特別是越來越多的人希望高性能LED能提供“芯片LED”的表貼封裝，即工業(yè)標準的1.6×0.8mm外形尺寸。     
    話機制造商要求對LED的顏色與強度進行分類，以確保背景光源設備能與用戶需求取得高度一致。這樣做能使LED非常適合用于背景光源設備，即LCD、按鍵、前面板、符號與鍵盤背景照明等，因為這些設備上顏色與光強度的和諧統(tǒng)一非常重要。    
    汽車應用中的LED     
    在汽車內(nèi)外，照明設備中用得最多的還是白熾燈，但設計師與汽車制造商正在逐漸采納LED，開始時LED可能只用于豪華型汽車，但慢慢會過渡到大多數(shù)汽車上。LED的最大賣點之一是具有很長的平均無故障工作時間(MTBF)，LED照明器件的使用壽命一般都要超過汽車本身的壽命。     
    有很多種LED產(chǎn)品，其封裝和器件適合儀表板、空調、收音機和電子開關等汽車內(nèi)部照明設備使用。例如那些SMT器件就非常適合汽車儀表板使用。多用途的3mm和5mm注塑燈仍是汽車內(nèi)部照明設備和外部照明設備的候選產(chǎn)品，目前這些器件已被廣泛應用于中央高位安裝停止燈(CHMSL)設備中。

對內(nèi)部和外部照明設備來說，LED汽車燈裝置與白熾燈裝置的熱設計有很大不同。這是因為白熾燈會產(chǎn)生相當大的熱量，而白熾燈泡能承受這樣的高溫環(huán)境。LED燈陣列所產(chǎn)生的熱量一般要比白熾燈少，但LED燈的最大內(nèi)部溫度必須保持在推薦的上限范圍以內(nèi)才能保持LED的可靠工作，如果超出LED燈的最高結溫，就可能由于環(huán)氧材料的膨脹而導致導線粘結劑或被抬高的LED裸片發(fā)生突發(fā)性故障。在濕度比較高的熱循環(huán)或加強型熱循環(huán)環(huán)境中，這些故障會顯得尤其突出。     
    LED燈的最大內(nèi)部結溫受限于環(huán)氧封裝材料的熱膨脹特性。與汽車白熾信號燈設計相比，由于存在最大結溫的限制，LED汽車信號燈設計必須認真考慮熱設計問題。     
    用于照明的LED     
    傳統(tǒng)LED燈中使用的芯片是0.25×0.25mm大小，而照明用的LED一般都要在1.0× 1.0mm以上。專注于結構化裸片成型的設計工作-臺式結構、倒金字塔結構和倒裝芯片設計能夠改善LED的發(fā)光效率，從而使芯片發(fā)出更多的光。    
    封裝設計方面的革新包括將高傳導率的金屬塊用作基底、倒裝芯片設計和裸盤澆鑄式引線框等，這些方法都能設計出可高功率、低熱阻的器件，而且這些器件能比以前的器件照度更大。    
    目前一個典型的高光通量LED器件能夠產(chǎn)生幾流明到數(shù)十流明的光通量。更新的設計可以在一個器件中集成更多的LED，或者在單個組裝件中安裝多個器件，從而使輸出的流明數(shù)相當于小型白熾燈。例如，一個高功率的12芯片單色LED器件能夠輸出200流明的光能量，所消耗的功率在10到15瓦之間。    
    LED已經(jīng)被廣泛應用于各種照明設備中，如電池供電的閃光燈、微型聲控燈、安全照明燈、室內(nèi)室外道路和樓梯照明燈以及建筑物與標記連續(xù)照明燈。

新市場成熟 LED產(chǎn)業(yè)再被催熟

 LED產(chǎn)業(yè)積極切入TFT面板供應鏈，以取代CCFL作為背光源。業(yè)內(nèi)人士表示，一旦LED在背光源上的應用如果成型，一個月的需求量高達十億顆將有望帶動明年LED產(chǎn)業(yè)榮景再現(xiàn)。 據(jù)了解，全球LED產(chǎn)業(yè)在2003年與2004年歷經(jīng)將近30%的高成長率之后，2005年仍將持續(xù)成長。不過由于帶動LED增長的手機應用領域需求放緩，業(yè)者因此預估，2005和2006年兩年后取而代之的新應用領域，將是以汽車照明、顯示器、相機用閃光燈、面板背光源以及室內(nèi)照明為主。而這幾大應用領域只要一個新應用市場能成型，業(yè)者預測，明年LED高階產(chǎn)品很可能呈缺貨狀。
有關方面數(shù)據(jù)顯示，2005年LED市場可望再成長達524億元的規(guī)模，年成長率約16%。因需求持續(xù)增長，預估2008年時可望達到68億美元的市場規(guī)模，其中，以高亮度LED與超高亮度LED最具成長潛力。從全球市場來看，高亮度LED主要的應用領域還是在移動設備的背光源上，這種需求占整個市場的近60％。另一個主要市場是汽車和信號燈市場。
其中就背光源需求量而言，業(yè)內(nèi)認為，LED若能在面板的應用上趨于成熟，一個月光面板產(chǎn)品對LED的需求就高達十億顆，但是以國內(nèi)及臺灣廠商現(xiàn)階段的高階產(chǎn)能來看，能切入面板產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能并不多，因此高階產(chǎn)能極容易出現(xiàn)缺貨的情況。
LED市場目前值得注意的情況是，由于近兩年帶動LED成長相當快速的手機應用領域，預估未來一年仍將持續(xù)成長，但2006年之后LED在手機應用的產(chǎn)值將呈現(xiàn)趨緩。在近幾年手機市場往彩色化、照相化與薄型化的趨勢發(fā)展之下，LED在手機市場的應用已成為帶動LED市場快速成長的關鍵因素，而今隨著市場成熟及終端需求放緩，LED在手機領域的市場成長動力明顯不及汽車電子等領域。
經(jīng)驗人士認為，未來取而代之的LED新應用領域，將是以汽車照明、顯示器、相機用閃光燈、面板背光源以及室內(nèi)照明市場等為主。而在LCD面板背光源的應用方面，LED將深具成長潛力。(

紅外線LED照明產(chǎn)量預計今年會增20

亞洲紅外線LED行業(yè)隨著需求不斷上升預計今年會有增長，尤其來自家用電器，電信，PC周邊設備，安全和醫(yī)學設備應用。制造商要不就是建造新廠房就是購買新的設備來擴大生產(chǎn)能力。隨著生產(chǎn)能力的擴大，產(chǎn)量預計今年會增長20%。 在中國大陸，大概有50家供應商提供紅外線LED 上一篇：LED照明相關名詞解釋 下一篇：汽車儀表技術演繹三大趨勢