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正航仪器整理 LED的应用和种类
发布时间:2015-07-10
正航仪器整理 LED的应用和种类
一、LED的应用
目前来看,LED毕竟是一种新的材料和技术,但这不能否定LED极其广阔的发展前景。世界上主要国家纷纷制定自己的LED发展战略和照明工程计划,美国计划在2010年实现全国50%以上的照 明要采用LED。
不仅如此,由于其本身具有的优良特性,LED光源在很多领域具有着其他光源无法替代的优势。而且,就在我们不经意中,LED早已悄悄占据了很多 应用领域,它离我们其实一直都很近。例如,LED最早应用是指示灯,因为其耗电量小、亮度稳定、使用寿命长,常常被用于电子仪器上或其他机械上的指示灯, 像电脑开关、电视机遥控器上的小小的指示灯都是用LED材料制成。仅从这一点上看来,LED就可以说是无处不在的。
美国纽约州立大学研究LED材料的专家,多年来一直关注和致力于中国的LED产业的发展向我们介绍说,“2010年,全球LED市场将达到500亿美元,中国是600亿人民币,从去年的125亿人民币和今 年预计的250亿人民币产值,可以看出,中国的LED事业正处于稳步增长的过程中。但是和世界LED产业比较发达的地区相比,我们在产业规模、产能和技术 上都还处于一个比较下游的阶段,例如中国大陆现在每年的产值约15亿美元,不到台湾(2004年30亿美元)的一半,比不上日本日亚化工一个企业 (2004年20亿美金)。”
如果您到过美国时代广场,你一定会注意到那块巨大的纳斯达克全彩屏,那就是LED技术的杰作。90年代初,电子计算机技术和集成电路技术的发 展,使得LED显示屏的视频技术得以实现,电视图像直接上屏,特别是90年代中期,InGaN蓝色和绿色亮度LED研制成功并迅速投产,使室外屏的应 用大大扩展,面积在100—300平方米不等.目前LED显示屏在体育场馆、广场、会场甚至街道、商场都已广泛应用。
另外因其体积小,质量稳定,颜色鲜明,温度变化不大等特质,是作为手机液晶显示屏背 光源的选择。不仅仅是手机,我们使用的照相机、摄像机、手提电脑和儿童玩具的背光源都已经用LED来做,甚至女士用的化妆镜,镜子侧面安装上LED光 源,这样在晚上或光线很暗的地方都可以用。奥迪轿车里的显示屏,颜色纯正,看起来非常清晰、鲜艳,也是用LED做的背光源。
由于发光二极管亮度的提高和价格的下降,再加上长寿命、节电,驱动和控制较霓虹灯简易,不仅能闪烁,还能变色,所以用亮度LED做成的单 色、多色乃至变色的发光柱配以其他形状的各色发光单元,装饰高大建筑物、桥梁、街道及广场等景观,目前LED灯饰和景观灯生产正在逐步形成一个新的产业。 “2008年奥运会期间,我国的LED市场就是景观灯市场。”
在交通方面,我们每天走路看见的红绿灯,可能您根本不会想到,这些灯大部分是由LED制成的,这个应用占到整个LED市场的10%。选择这种材 料是因为LED不仅亮度高,而且光色纯度好,不容易被空气吸收,所以非常鲜明,易于识别,甚至越来越多的机场也采用这种材料来做标灯、投光灯等专用信号 灯。1995年开始,广大的汽车厂商纷纷采用这种耐震动、省电、反应速度快的光源来做成汽车的刹车灯、尾灯和方向灯,也可以用于仪表照明和车内照明。
采用LED不仅有经济上的重要意义,还可以用在许多特定的领域,:“医学上可以用LED制成医用灯,日本已经用LED灯来促进农作物生 长,还可以用紫外LED进行消毒和空气净化。由于其安全可靠,用LED做成的矿灯,没有火花,不会引起瓦斯爆炸,大大提高了井下作业的安全性,另外,由于 其非常省电,所以工人再也不用整天背着又大又重电源工作了,这都是很有意义的。”
二、LED应用规模细分
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 、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。 
2 、背光源部分:主要是手机背光光源方面,是 SMD 型产品应用的市场。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 SMD LED 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。
3 、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。
4 、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,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 100 lm / 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 .
图:LED分类与应用领域
图:LED分类与应用领域 
三、LED应用领域商业化发展历程
按照LED发光的波长,可以将其分为可见光LED(450-780nm)和不可见光LED(850-1550nm)两大类。
可见光LED按亮度又可分为一般亮度LED和高亮度LED。其中一般亮度LED主要用GaP、GaAsP及AlGaAs等材料制成,主要有红、橙、黄光等产品;高亮度LED主要用AlGaInP及GaInN等材料制成,包括红、橙、黄、绿、蓝及白光等,亮度较一般亮度LED有明显提高,如表1所示。
不可见光LED可分成红外线LED、光通讯LED及LD。红外线LED应用范围比较广泛,除了摇控器、开关等传统应用外,还包括信息设备、无线通讯及交通系统等新应用的IrDA模块;光通讯LED及LD主要是做为光通信模块、条形码读取头、CD读取头及半导体电射等用途。
其中,产品附加值高、高亮度GaN系蓝/绿、白光LED应用市场更是为当代社会信息 “增光添彩”之不可或缺的关键元器件,其应用市场涉及现代资讯、通讯、家电、照明、交通、汽车、显示、液晶面板、数码照相/摄像机、以及生物医疗等众多领域。
随着LED发光效率的改进及性能的提升,以及在产量扩充与各厂商间竞争加剧而使成本与价格逐年下降趋势下,LED已在指示灯、交通信号灯、景观装饰灯、显示屏、汽车尾灯、手机背光源等领域相继取得了成熟广泛地应用,现正处于攻克有关商业化应用难题,大举进入笔记本电脑、液晶显示器及液晶电视等大尺寸LCD面板背光源、车灯及通用白光照明的关键时期。
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