绿色照明LED应用介绍

选修课论文题目绿色照明LED应用介绍绿色照明LED应用介绍摘要：本文叙述的是LED光源在照明领域的应用，是半导体发光材料技术高速发展及“绿色照明”概念逐步深入人心的产物。关键词：LED特点应用领域发展趋势高能效LED光源白光照明亮度。TheintroductionofGreenLEDapplicationAbstract:thisarticletopicoutlinenarrativeisLEDlightinlightingapplicationsofsemiconductoremittingmaterialstechnology,highspeeddevelopmentandthe"greenlight"conceptgraduallypervasiveproduct.Keywords:LEDfeaturesapplicationfielddevelopmenttrendenergy-efficientLEDlight-sourcewhitelightlightingintensity.LED基本介绍一、LED发光原理:发光二极管LED(LightEmittingDiode)是利用二极管內电子与空隙结合过程中能量转换产生光的输出。二、LED的特性:冷性发光不产生热，元件寿命长(十万小时以上)、反应速度很快、体积小、功耗小、适合量产，高可见度。LED制作材料通常为砷、磷、镓等Ⅲ-Ⅴ族元素，制作过程包括上游的晶圆制作、磊晶成长，中游的扩散制程、金属蒸镀、晶粒制作，以及下游的产品封装及应用市场等。LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途。体积小：LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻。耗电量低：LED耗电非常低，一般来说LED的工作电压是2-3.6V。工作电流是0.02-0.03A。这就是说：它消耗的电不超过0.1W。使用寿命长：在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时。高亮度、低热量：比HID或白炽灯更少的热辐射。环保：LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。红光LED含有大量的As（砷），剧毒坚固耐用：LED是被完全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，这些特点使得LED可以说是不易损坏的。三、市场概況：LED可分为可见光(450~780nm)与不可见光，在可见光部分传统亮度产品已是成熟型产品，产量虽大，不过由于价格低产值不高，年复合成长率也只有10%；高亮度LED是目前的主流产品，主要应用在大型看板、交通标志、背光源、汽车第三刹车灯。较成熟的AlGaInP(红、橙、黃光)应用广泛，专利问题不大，价格已与传统亮度接近，应用的领域巨大。现阶段最热门的属GaInN(蓝、绿光)产品，近年在蓝色背光源手机风潮下需求强劲，产品应接不暇。GaInN+荧光粉(白光)主要应用于照明上，由于蓝光的突破全球大厂纷纷投向白光照明的研发，加上近期全彩手机风行，使白光背光源炙手可热，未来技术若有进展，将逐步取代一般照明市场，拥有庞大的商机。在不可见光方面，主要用在红外线(850~950nm)及光通讯（850~1550nm）领域，由于这方面投入较高，技术难度大，产品的价格与毛利率也较好，目前市场是美、日、欧等大厂分食的局面。根据StrategiesUnlimited的预估，1998年世界可见光LED生产值，以10.4亿美元及54.1%的占有率最高；第二是台湾3.46亿美元、18%的占有率，美国以16.5%、3.18亿美元，排名第三；欧洲地区则有2亿美元产值，及10.4%占有率四、LED应用领域LED的应用领域非常广，包括通讯、消费性电子、汽车、照明、信号灯等，可大体区分为背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。1、背光源部分：主要是手机背光光源方面，是SMD型产品应用的最大市场。虽然近两年手机的增长速度已明显趋缓，但全年仍有4亿支水准，以1支手机要LED背光源2颗、按键6颗SMDLED计，一年保守4亿支手机需求约32亿颗LED。最近韩国蓝色背光手机风潮，使蓝光LED的市场供不应求，显见手机在LED应用市场中仍占有举足轻重的地位。继蓝光手机后，目前市场已是彩屏手机天下。以往彩屏手机是极高端产品，不过今年主要零组件价格下滑，使得彩屏手机和单色手机的价差缩小，加上厂商的大力促销，手机的换型潮悄然发生。2、电子设备与照明：LED以其功耗低，体积小，寿命长的特点，已成为各种电子设备指示灯的首选，目前几乎所有的电子设备都有LED的身影。LED照明已逐渐发展至商品化的初步阶段，唯在使用寿命及价格上仍有改进空间。按照厂商预测，最快在2004年，白光LED发光效率即可达到与20W日光灯管相同的60lm／W，并在2010年提升至100lm／W，足以取代40W日光灯管。至于单价则将从每颗100日元左右，以每年20％速度向下降低。而价格的快速下滑使白光LED的应用面很快地增长，不过未来最被看好的还是能取代白炽钨丝灯泡及日光灯的白光LED。3、投影照明：用于投影照明，不仅寿命增加，而且改变了投影机结构，由于减少了散热需求，并缩短了光路系统，所以散热量和噪声都有更好的表现。目前，LED光源主要应用与集成化小型投影原件和袖珍式小型机两种投影产品，集成化小型投影原件不做成独立机型，其主要是与微型显示设备如手机、数码相机、笔记本电脑集成在一起，电池供电，可以投影约A4纸或标准信纸大小的图像，方便与他人共享画面。袖珍式掌上投影机则是完整独立机型，体积小巧轻便，一只手也可以轻易的拿起，携带方便，可放于文件包内，未来的发展方向是商务应用。其可交直流两用，投影画面可大于17英寸，屏幕亮度15至200流明，随着技术的发展，显示效果还在不断提升。4、显示屏：LED显示屏作为一种新兴的显示媒体，随着大规模集成电路和计算机技术的高速发展，得到了飞速发展，它与传统的显示媒体―多彩霓虹灯、象素管电视墙、四色磁翻板相比较，以其亮度高、动态影像显示效果好、故障低、能耗少、使用寿命长、显示内容多样、显示方式丰富、性能价格比高等优势，已广泛应用于各行各业。5、汽车部分：以汽车內装使用包括了仪表板、音箱等指示灯，及汽车外部(第三刹车灯、左右尾灯、方向灯等)，目前欧洲系列车种包括奥迪、宝马、福斯等品牌全系列采用高亮度LED，而车厂中，丰田汽车也率先将仪表板的背光板换成高亮度LED，其他各车厂新车，也在陆续采用。若再加上前后车灯、刹车灯，交通标志等，与交通有关的市场，商机非常庞大。在交通标志灯市场方面，全球约有2000万座交通标志灯，若每年更新200万座，商机可延续10年。五、LED的未来展望：从ＬＥＤ和ＬＤ的特点和器件已达到的性能与水平展望其应用前景，目前ＬＥＤ和ＬＤ已在光纤通讯，显示器件，光存储，办公现代化，医疗，军事，检测等领域得到广泛应用显示出其蓬勃发展的应用前景。开发新能源：太阳能作为一种可再生资源受到大家的热爱与追捧。最近，太阳能LED街灯也在许多城市悄悄普及。当我们赞叹于它的节能、环保等优点时，它所面临的挑战也逐渐被冷静的人们看出。太阳能LED街灯的挑战是什么？如何来解决这些问题呢？安森美半导体相关的设计策略也许会另你眼前一亮。

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\"~近年来，业界越来越关注利用可再生的清洁能源太阳能进行街道照明。典型太阳能街道照明系统由太阳能电池板、充电控制器、蓄电池、光源以及灯杆等组成，如图1所示。而在照明光源方面，经历了从白炽灯到荧光灯和高强度气体放电灯(HID)等三个重要阶段，如此前荧光灯和HID均已被用于太阳能街灯。照明工程师社区dQtH,[)b相比较而言，发光二极管(LED)被视作照明光源的第四个重要阶段。LED具有着高能效、超长工作寿命、低直流电压工作、发出指向光、能够提供多种色彩及白光、小巧、具有固态器件的强固性、不含汞等众多优势，因此，业界越来越多地将LED用于太阳能街道照明。且LED的能效及光输出性能已大幅提升，公开宣称的最强白光LED研发能力已经达到132至136流明/瓦(lm/W)，这种能效水平已经高于传统的荧光灯和HID金属灯。特别是到2008年，白光LED已实现大批量商业化生产，为LED更大规模地进军太阳能街灯应用打开了大门。汽车节能运用：以LED作为前照灯的近/远光束之全部光源的首个量产车型。丰田的凌志LS600h是世界上首个采用LED前照光源的量产车，不过它只在近程光上应用了LED，远程光源仍为卤素灯。该含两种光源的前照车灯总成由小车灯供货。奥迪也宣布将要在R8运动款式跑车上装用以LED为单一光源的照明系统。这必将推动LED进入汽车照明领域技术殿堂的势头。六、总结：我们赖以生存的地球上的有限资源将要消耗殆尽，如此之来LED（发光二极管）作为二十一世纪人类的科技产物，我们就必须充分利用它的多种优势特点，节能、环保、体积小、坚固耐用，相信不久的将来人们同托自己的聪明才智开发出更新型的LED发光设备取代高耗能元件。随着全国城市化的进一步发展，灯光环境（包括路灯、景观灯、艺术灯等）建设领域将不断扩大，LED光源的应用也将不断发展。LED作为第四代新光源，在城市景观灯建设领域中已得到了有效的应用，但要在路灯建设和