关于LED现代发展趋势的思考

2014-09-15李豪

科技视界 2014年24期

李豪

（广东美的制冷设备有限公司，广东佛山528311）

0 前言

随着科学技术的不断进步，LED 技术得到不断地发展，在人们的日常生活中发挥了关键的作用。 LED 技术常用于马路交通灯牌，一些电器的指示灯，电脑控制的显示器，以及其他看不见的液晶显示背光莫等等，丰富了设备的使用功能，提高了人们的生活质量。近年来，LED 技术在越来越多的领域中发挥作用，也逐渐成为我国研究的重要课题。

1 LED 技术简介

1.1 LED 技术概念

LED 是一种半导体发光二极管，英文全称为Light Emitting Diode。LED 技术最早发现与上世纪60 年代，相关研究人员发现了半导体具有发光现象，并且根据半导体的这种光学性质制备了能够发光的二极管，即为LED。 LED 技术的发现到广泛应用经历了几十年，近十年，LED 技术在多个领域中得到了广泛地应用。LED 技术最早应用于各种指示灯中，随着计算机技术的发展，LED 技术开始应用于电脑控制的LED 显示面板，并且应用越来越广泛，几乎所有的电子产品中都应用了LED 技术。

1.2 LED 技术原理

与我们日常生活中的白炽灯、荧光灯工作原理相比，LED 技术原理有着很大的不同。首先，LED 技术是一种半导体器件，是由N 型半导体和P 型半导体共同组成的一种晶片，这两种半导体之间形成PN结，在PN 结上加偏压就会使得PN 结中有一定的电流通过，这时二极管就会发光。二极管发光的是因为有少数载流子出现符合现象，器件内部的电能会转换成一部分的光能体现出来。一般的LED 技术都是利用某些化合物材料制成具有PN 结的器件，并且这种器件具备特殊的光电特性，能够将电能转换成一部分的光能，并且映射出来，这就是LED 技术的基本工作原理。一般的LED 技术可以使用直流、交流、脉冲等电源，在工作时电流一般为几毫安至几十毫安左右。

1.3 LED 技术的特性

LED 技术输出的电流一般具有一致性与恒定性的特点，白光LED的顺向电压有很多种类，种类不同容易导致分布不均匀的问题，因此LED 的辉度容易出现不均匀的问题。在现代的LED 技术研究中，如何使得LED 的光学性质更加稳定均匀，是研究的主要目标，也是LED 驱动IC 技术的重要指标之一。 LED 技术在不同的环境下会受到温度或使用时间等问题的影响，因此在使用的过程中会出现错误，因此在进行LED 技术的使用中，一般都设计侦错功能。在LED 器件的制备过程中，制作工艺会对LED 器件产生一定的影响，因此LED 驱动IC 可以通过改变数字码的方式来调整LED 器件的电流偏差[1]。

2 LED 技术的主要应用领域

LED 是一种新型的照明技术，从发现起，就得到了人们的广泛关注。近年来，随着LED 技术的成熟与发展，发光二极管多色化以及高亮度化有了很大的提高，LED 技术的应用领域也在不断扩展。

2.1 照明应用

LED 是一种新型的光源，与传统的白炽灯和荧光灯相比，LED 灯的发光亮度和使用寿命都要强得多，在照明领域中拥有非常大的潜在价值。不仅是发光亮度和使用寿命方面存在很大的优势，LED 灯消耗功率仅是白炽灯和荧光灯的几分之一，在使用的过程中更加节省能源，经济效益非常明显。随着人们生活水平的提高，人们对于灯饰的要求不仅局限于照明方面，对于灯饰的装饰效果也同样注重。 LED 颜色丰富、变化活跃的特性正好符合了人们对于灯饰的这一需求，在装饰照明领域中得到人们的青睐。

2.2 交通信号灯应用

LED 新型光源在交通信号灯领域中被广泛采用。传统的交通信号灯多为白炽信号灯，这种信号灯的能耗比较大，造成很大的浪费。而新型的LED 交通信号灯，不仅灯光亮度高，可靠性好，而且LED 交通信号灯的能耗非常低，为交通行业带来很大经济效益。 LED 交通信号灯在交通行业中发挥了关键的作用，节省了能源，提高了经济效益。

2.3 显示屏应用

随着经济的发展与科技的进步，人们之间的联系越来越便利，这归功于无线电通讯产品的开发和应用。近年来，无线电通讯技术有了突飞猛进的发展，通讯设备以惊人的速度进行更新换代。在无线电通讯产品中，彩屏手机的生产和研发占领了整个无线电产品市场的主导地位，成为手机设备发展的主要方向。在手机设备中，常用的电池大多为锂离子电池，典型电压为3.6V～4.2V，因此，手机的其他设备必须降低能耗才能保证手机的使用时间。近年来，对于手机屏幕耗电的研究非常活跃，提高电源连续供电时间是手机研发的重中之重。 LED 技术的能耗少、光亮适中，在手机等设备的显示屏中有着广泛地应用[2]。

3 我国LED 技术存在的问题

与一般的器件产业不同，LED 产业的生产及应用链比较长。 LED技术在生产应用中，主要分成三个方面，第一个芯片和外延材料的加工，第二个是器件的封装，第三个是产品的集成应用。其中，第一个环节的技术含量较高，并且集中的资本较高，相对于第一环节而言，第二三个环节的技术含量与资本密集度都较低。但是对于LED 器件的质量而言，每个环节都非常重要，都关系着LED 产业的产品质量与未来发展。

从全球来看，LED 技术是一项技术含量非常高的领域，完全掌握LED 核心技术的厂商并不是很多，因此LED 核心技术是LED 产业的重要竞争力。我国的LED 产业在第一环节的核心技术方面还存在一定的不足，处于发展的初级阶段。LED 器件中的芯片质量、外延材料生长以及芯片的制备方面，我国的技术与发达国家相比还处于落后阶段。在第二环节的封装方面，我国发展迅速，已经具备比较强的实力，但是用于LED 器件封装的高端材料主要依赖于进口，限制了我国LED 产业第二环节的发展。除此之外，在LED 产品灯具的散热、光学设计以及电源管理等相关技术中，我国还处于落后的阶段，有待进一步发展。

4 解决对策

LED 产业是新型产业之一，给我国的经济带来较大的收益，面临着前所未有的发展机遇，必须采取措施解决目前出现的问题，提高我国LED 产业的发展。首先，应当突破核心技术制约，加大研发投入力度，努力解决现阶段LED 产业中的技术问题；其次，应当完善LED 产业的技术路线图，根据我国现阶段的发展情况，做出改善，为LED 产业的发展提供正确的指引；再次，在LED 产业发展的过程中，制定相关的产业标准体系，建立一个健康的产业竞争环境，引导LED 产业合理地竞争，从而实现我国LED 产业的健康、稳定、持续的发展；最后，应当增进国际间的合作，努力学习国外的先进技术，引进、培养LED技术高素质人才，提升我国LED 产业的技术实力，增强我国LED 产业在国际上的竞争力。