選修課論文題目綠色照明LED應用介紹綠色照明LED應用介紹摘要：本文敘述的是LED光源在照明領域的應用，是半導體發光材料技術高速發展及“綠色照明”概念逐步深入人心的產物。關鍵詞：LED特點應用領域發展趨勢高能效LED光源白光照明亮度。TheintroductionofGreenLEDapplicationAbstract:thisarticletopicoutlinenarrativeisLEDlightinlightingapplicationsofsemiconductoremittingmaterialstechnology,highspeeddevelopmentandthe"greenlight"conceptgraduallypervasiveproduct.Keywords:LEDfeaturesapplicationfielddevelopmenttrendenergy-efficientLEDlight-sourcewhitelightlightingintensity.LED基本介紹一、LED發光原理:發光二極管LED(LightEmittingDiode)是利用二極管內電子與空隙結合過程中能量轉換產生光的輸出。二、LED的特性:冷性發光不產生熱，元件壽命長(十萬小時以上)、反應速度很快、體積小、功耗小、適合量產，高可見度。LED制作材料通常為砷、磷、鎵等Ⅲ-Ⅴ族元素，制作過程包括上游的晶圓制作、磊晶成長，中游的擴散制程、金屬蒸鍍、晶粒制作，以及下游的產品封裝及應用市場等。LED的內在特征決定了它是最理想的光源去代替傳統的光源，它有著廣泛的用途。體積小：LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環氧樹脂里面，所以它非常的小，非常的輕。耗電量低：LED耗電非常低，一般來說LED的工作電壓是2-3.6V。工作電流是0.02-0.03A。這就是說：它消耗的電不超過0.1W。使用壽命長：在恰當的電流和電壓下，LED的使用壽命可達10萬小時。高亮度、低熱量：比HID或白熾燈更少的熱輻射。環保：LED是由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會造成污染，同時LED也可以回收再利用。紅光LED含有大量的As（砷），劇毒堅固耐用：LED是被完全的封裝在環氧樹脂里面，它比燈泡和熒光燈管都堅固。燈體內也沒有松動的部分，這些特點使得LED可以說是不易損壞的。三、市場概況：LED可分為可見光(450~780nm)與不可見光，在可見光部分傳統亮度產品已是成熟型產品，產量雖大，不過由于價格低產值不高，年復合成長率也只有10%；高亮度LED是目前的主流產品，主要應用在大型看板、交通標志、背光源、汽車第三剎車燈。較成熟的AlGaInP(紅、橙、黃光)應用廣泛，專利問題不大，價格已與傳統亮度接近，應用的領域巨大。現階段最熱門的屬GaInN(藍、綠光)產品，近年在藍色背光源手機風潮下需求強勁，產品應接不暇。GaInN+熒光粉(白光)主要應用于照明上，由于藍光的突破全球大廠紛紛投向白光照明的研發，加上近期全彩手機風行，使白光背光源炙手可熱，未來技術若有進展，將逐步取代一般照明市場，擁有龐大的商機。在不可見光方面，主要用在紅外線(850~950nm)及光通訊（850~1550nm）領域，由于這方面投入較高，技術難度大，產品的價格與毛利率也較好，目前市場是美、日、歐等大廠分食的局面。根據StrategiesUnlimited的預估，1998年世界可見光LED生產值，以10.4億美元及54.1%的占有率最高；第二是臺灣3.46億美元、18%的占有率，美國以16.5%、3.18億美元，排名第三；歐洲地區則有2億美元產值，及10.4%占有率四、LED應用領域LED的應用領域非常廣，包括通訊、消費性電子、汽車、照明、信號燈等，可大體區分為背光源、照明、電子設備、顯示屏、汽車等五大領域。1、背光源部分：主要是手機背光光源方面，是SMD型產品應用的最大市場。雖然近兩年手機的增長速度已明顯趨緩，但全年仍有4億支水準，以1支手機要LED背光源2顆、按鍵6顆SMDLED計，一年保守4億支手機需求約32億顆LED。最近韓國藍色背光手機風潮，使藍光LED的市場供不應求，顯見手機在LED應用市場中仍占有舉足輕重的地位。繼藍光手機后，目前市場已是彩屏手機天下。以往彩屏手機是極高端產品，不過今年主要零組件價格下滑，使得彩屏手機和單色手機的價差縮小，加上廠商的大力促銷，手機的換型潮悄然發生。2、電子設備與照明：LED以其功耗低，體積小，壽命長的特點，已成為各種電子設備指示燈的首選，目前幾乎所有的電子設備都有LED的身影。LED照明已逐漸發展至商品化的初步階段，唯在使用壽命及價格上仍有改進空間。按照廠商預測，最快在2004年，白光LED發光效率即可達到與20W日光燈管相同的60lm／W，并在2010年提升至100lm／W，足以取代40W日光燈管。至于單價則將從每顆100日元左右，以每年20％速度向下降低。而價格的快速下滑使白光LED的應用面很快地增長，不過未來最被看好的還是能取代白熾鎢絲燈泡及日光燈的白光LED。3、投影照明：用于投影照明，不僅壽命增加，而且改變了投影機結構，由于減少了散熱需求，并縮短了光路系統，所以散熱量和噪聲都有更好的表現。目前，LED光源主要應用與集成化小型投影原件和袖珍式小型機兩種投影產品，集成化小型投影原件不做成獨立機型，其主要是與微型顯示設備如手機、數碼相機、筆記本電腦集成在一起，電池供電，可以投影約A4紙或標準信紙大小的圖像，方便與他人共享畫面。袖珍式掌上投影機則是完整獨立機型，體積小巧輕便，一只手也可以輕易的拿起，攜帶方便，可放于文件包內，未來的發展方向是商務應用。其可交直流兩用，投影畫面可大于17英寸，屏幕亮度15至200流明，隨著技術的發展，顯示效果還在不斷提升。4、顯示屏：LED顯示屏作為一種新興的顯示媒體，隨著大規模集成電路和計算機技術的高速發展，得到了飛速發展，它與傳統的顯示媒體―多彩霓虹燈、象素管電視墻、四色磁翻板相比較，以其亮度高、動態影像顯示效果好、故障低、能耗少、使用壽命長、顯示內容多樣、顯示方式豐富、性能價格比高等優勢，已廣泛應用于各行各業。5、汽車部分：以汽車內裝使用包括了儀表板、音箱等指示燈，及汽車外部(第三剎車燈、左右尾燈、方向燈等)，目前歐洲系列車種包括奧迪、寶馬、福斯等品牌全系列采用高亮度LED，而車廠中，豐田汽車也率先將儀表板的背光板換成高亮度LED，其他各車廠新車，也在陸續采用。若再加上前后車燈、剎車燈，交通標志等，與交通有關的市場，商機非常龐大。在交通標志燈市場方面，全球約有2000萬座交通標志燈，若每年更新200萬座，商機可延續10年。五、LED的未來展望：從ＬＥＤ和ＬＤ的特點和器件已達到的性能與水平展望其應用前景，目前ＬＥＤ和ＬＤ已在光纖通訊，顯示器件，光存儲，辦公現代化，醫療，軍事，檢測等領域得到廣泛應用顯示出其蓬勃發展的應用前景。開發新能源：太陽能作為一種可再生資源受到大家的熱愛與追捧。最近，太陽能LED街燈也在許多城市悄悄普及。當我們贊嘆于它的節能、環保等優點時，它所面臨的挑戰也逐漸被冷靜的人們看出。太陽能LED街燈的挑戰是什么？如何來解決這些問題呢？安森美半導體相關的設計策略也許會另你眼前一亮。

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\"~近年來，業界越來越關注利用可再生的清潔能源太陽能進行街道照明。典型太陽能街道照明系統由太陽能電池板、充電控制器、蓄電池、光源以及燈桿等組成，如圖1所示。而在照明光源方面，經歷了從白熾燈到熒光燈和高強度氣體放電燈(HID)等三個重要階段，如此前熒光燈和HID均已被用于太陽能街燈。照明工程師社區dQtH,[)b相比較而言，發光二極管(LED)被視作照明光源的第四個重要階段。LED具有著高能效、超長工作壽命、低直流電壓工作、發出指向光、能夠提供多種色彩及白光、小巧、具有固態器件的強固性、不含汞等眾多優勢，因此，業界越來越多地將LED用于太陽能街道照明。且LED的能效及光輸出性能已大幅提升，公開宣稱的最強白光LED研發能力已經達到132至136流明/瓦(lm/W)，這種能效水平已經高于傳統的熒光燈和HID金屬燈。特別是到2008年，白光LED已實現大批量商業化生產，為LED更大規模地進軍太陽能街燈應用打開了大門。汽車節能運用：以LED作為前照燈的近/遠光束之全部光源的首個量產車型。豐田的凌志LS600h是世界上首個采用LED前照光源的量產車，不過它只在近程光上應用了LED，遠程光源仍為鹵素燈。該含兩種光源的前照車燈總成由小車燈供貨。奧迪也宣布將要在R8運動款式跑車上裝用以LED為單一光源的照明系統。這必將推動LED進入汽車照明領域技術殿堂的勢頭。六、總結：我們賴以生存的地球上的有限資源將要消耗殆盡，如此之來LED（發光二極管）作為二十一世紀人類的科技產物，我們就必須充分利用它的多種優勢特點，節能、環保、體積小、堅固耐用，相信不久的將來人們同托自己的聰明才智開發出更新型的LED發光設備取代高耗能元件。隨著全國城市化的進一步發展，燈光環境（包括路燈、景觀燈、藝術燈等）建設領域將不斷擴大，LED光源的應用也將不斷發展。LED作為第四代新光源，在城市景觀燈建設領域中已得到了有效的應用，但要在路燈建設和