白光LED的特点与发展趋势(精)

电子技术日新月异的发展,彩色LCD显示屏逐步引入手机、数码相机、PDA等产品。白光LED不仅为制造商提供了完美的背光方案,而且为普通照明提供了经济,优质的光源。白光LED成为掌上产品液晶显示荧幕背光首选方案依据发光波长不同,手机用LED可以分为蓝白光及黄绿光两大类。虽然这两种LED都可以做为手机的背光源,不过就彩色面板所需要的亮度而言,黄绿光并不足以应付。而且绿光LED的毛利较低,对生产商的利润空间实在有限,再加上制造简单,产量很容易拉上来,常常容易进入价格战。一位不愿意透露姓名的台资封装厂的高层人士就表示,同是晶粒,大家当然想增加高毛利产品的比重。只不过去年需求量增加不明显,所以白光LED并没有为晶粒厂带来爆发性的收入。随着彩色LCD在手持设备中的广泛应用,需要创建一种小尺寸、低成本的白色背光源。传统方案采用冷阴极荧光灯(CCFL和电致发光(EL板,但这些电路对于当前的手持式消费类产品而言存在尺寸大、价格昂贵、复杂度高等问题。目前,利用先进的LED技术已经能够生产出发射白光的LED。白光LED与传统的背光源相比具有诸多优势,其中包括小尺寸、低成本、复杂度低、高可靠性等。为彩色手机创造绚丽背光的白光LED。白光LED已成为掌上产品液晶显示荧幕背光首选方案。半导体照明取代传统照明势在必行白光LED在照明市场的前景备受全球瞩目,它将成为21世纪的新一代光源,以替代白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯等传统光源。由于白光LED应用照明市场的未来发展潜力巨大,全球LED照明光源市场每年成长5%。白光LED是一种多颜色的混合光,如蓝色光加黄色光可得二波长白光;蓝色光、绿色光与红色光混合可得三波长白光。白光LED具有丰富的光谱,不再具有单色性,它可广泛应用于照明场所。白光LED与白炽灯相比可节省80%~90%的电能,且寿命可超过10万小时。目前主要问题是芯片成本高,但从电子产品性价比发展规律看,半导体灯进入普通家庭已为期不远。目前,高性能LED广泛用于一些特殊场所,如军用装置、矿山、潜水、探险等行业。可以肯定地说,高性能LED正在成为一种极有竞争力的新型光源,它的商业化必将带来照明技术的一场革命。我国是仅次于美国的第二大发电大国,2002年我国发电总量为1.65万亿千瓦时,其中1.34万亿千瓦时(80%为火力发电,燃烧大量的原煤和石油,产生大量的粉尘和SO、CO2等气体,环境污染严重。照明用电量已超过1500亿千瓦时,占总发电量的10%~12%(发达国家占20%左右,大大超过三峡水力发电站年总发电量840亿千瓦时。我国是一个能源相对紧缺的国家,特别是华南,华东,华北更是缺电,所以在我国发展白光LED对于可持续发展具有战略意义。图1为白光LED照明灯。无污染的环保光源荧光灯荧光灯相对较省电,但废气特中有汞气污染、电磁污染、荧光灯管容易老化、使用寿命短、怕振动、易碎等问题。白炽钨丝灯泡具有安装简便,低效率、高耗电、寿命短、易碎。高压钠灯灯具有成本高,安装、维护困难,效率低、耗电高、寿命短。所有这此照明器材都在不同程度上对环境造成严重的污染。白光LED应用于照明比现行光源寿命将提高5倍以上,可充分解决灯管含汞的环保问题,故白光LED为一无污染的环保光源。白光LED灯具有体积小、发热量低(没有热幅射、耗电量小(低电压、低电流起动、寿命长(10万小时以上、反应速度快(可在高频操作、环保(耐震、耐冲击不易破、废弃物可回收,没有污染、可平面封装易开发成轻薄短小产品等优点,没有白炽灯泡耗电高、易碎及日光灯废弃物含汞污染的问题等缺点,是符合环保理念的绿色光源。对于白光LED寿命长一说法,一些厂商也有不同意见,白光LED近两年来在市场上的推广和使用,大量的信息反馈表明众厂家认为的所谓的长寿命LED竟遇到严峻的挑战,使用寿命不足几千小时,距厂家宣传的十万小时相差甚远.这就是大家在使用时忽略了LED本身电特性的影响.尤其是我国交通信号灯大量使用的LED光源,就出现了大量故障的现象.LED应用厂家不得不重新面对这一现象。但是,随着白光LED的制造和驱动技术的不断完善,白光LED寿命将会越来越长。图2为应用在汽车照明的白光LED。发展趋势当前全球照明市场的年均增长率约为5.5%,2000年仅白炽灯、荧光灯的市场规模就达45亿美元。业界一般认为,白光LED照明市场可望在2010年左右趋于成熟。预计未来7年内,高亮度LED对全球照明工业将造成巨大的冲击。美国从2000年起投资5亿美元实施国家半导体照明计划。美国能源部预测,到2010年前后,美国将有55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯具替代,每年仅节电就可达350亿美元。日本计划,到2007年,全国将有30%的白炽灯被置换为半导体照明灯。欧洲*订了COST五年行动计划,它提出新型光源要符合三个条件:高效、节能;不使用有害于环境的材料;模拟自然光,其显色指数接近100。美国有专家提出,半导体已在电子学方面完成了一场革命,第二场革命将在照明领域进行,到2020年左右,固体光源的发光效率将达到200lm/w,能符合COST计划提出的对新光源的要求,这样,在国际上掀起了LED照明的热潮。2003年全世界LED产值为45亿美元,台湾地区的产值为8.9亿美元,占全世界的20%,仅次于日本为世界第二。我国科技部在863计划的支持下,2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。我技术人员经过短时间的顽强攻关,已自主开发出在蓝光芯片上涂敷荧光粉,形成了实现白光LED照明的成熟技术,并向国际市场推出了传统封装型和多芯片集成型的系列白光LED光源及其普通照明灯产品。结论今年白光LED全球需求量将可望由去年的41亿颗增至66亿颗,增长幅度达61%以上。在LED产品全彩化技术达到商业化标准之后,应用领域也将延伸至户外大型显示装置及大型显示装置背光源应用产品。白光LED市场将以彩色手机的荧幕背光源,以及相机的闪光灯最为看好,后期看来,白光LED目标则在于大尺寸LCD背光源及全球照明光源替换市场。高亮度LED市场前景白光LED因其具有发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、体积小可平面封装等优点,被业界看好在未来10年内,成为替代传统照明器具的一大潜力商品。未来在白光LED成本进一步降低,照明应用领域陆续开发的情况下,白光LED估计从2004年开始,还会有更为可观的市场规模突破。