LED 照亮資訊時代的新技術

2022-12-21 01:45:04 字數 2779 閱讀 9838

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被譽為「照亮未來的技術」的發光二極體),漸漸走近了我們的日常生活,並將引導我們走向更加光明的未來。

led後來居上

在愛迪生2023年發明碳絲白熾燈之後,照明技術便進入乙個嶄新的時代。回顧20世紀的照明史,螢光類、汞燈、高低壓鈉燈、金屬鹵化物燈、緊湊型螢光燈、高頻無極螢光燈、微波硫燈等新光源層出不窮,然而,真正引發照明技術發生質變的,還是led。與傳統照明技術相比,led的最大區別是結構和材料的不同,它是一種能夠將電能轉化為可見光的半導體,上下兩層裝有電極、中間有導電材料,就像一塊漢堡包,可以發光的材料是夾層中的肉餅,光的顏色根據材料性質的不同而有所變化。

白熾燈從它問世的那一天起,就帶有先天性缺陷,鎢絲加熱耗電大,燈泡易碎耗能大,而且容易觸電。螢光燈雖說比白熾燈節電節能,但對人的視力不利,燈管內的汞也有害於人體和環境。led屬於全固體冷光源,更小、更輕、更堅固,工作電壓僅有兩伏特,使用壽命長達十多年。

按照通常的光效定義,led的發光效率並不高,但由於led的光譜幾乎全部集中於可見光頻段,效率可達80-90%,同等光效的白熾燈可見光效率僅為10-20%;單體led的功率一般在0.05-1w,通過集群方式可以滿足不同需要。

高亮度led的出現具有劃時代意義,它將是人類繼愛迪生發明白熾燈泡之後最偉大的發明之一。最早研製的led只能發出紅色的光,用於電子裝置中的指示燈。如今,led已能發出紅色、黃色、藍色、綠色、橙色、琥珀色、藍綠雙色、紅綠雙色、黃綠色、純綠色、翠綠色、白色各種光束。

在我國各大城市,已經到處可見led的眩目光彩,led正在改變我們的生活和工作環境。

半導體技術在引發微電子革命之後,正在孕育一場新的產業革命??照明革命。led已成為資訊時代的閃亮標誌,將逐步取代白熾燈和螢光燈等傳統照明技術。

突出的優點、廣泛的用途

到過美國紐約時代廣場的人也許不會忘記,高高在上的可口可樂廣告畫面清晰,色彩鮮豔,栩栩如生,在電腦控制下的圖象變幻無窮。其實,早在上個世紀90年代初,德國慕尼黑機場以及法國和西班牙的高速公路上就出現了採用led照明的廣告牌或道路指示燈,檢修時不用登高開啟燈箱,只要在地面開啟導光管的光源盒,就能更換光源。

led魅力四射,優點多多。除了壽命長、耗能低之外,led更大的長處有三點:一是應用非常靈活,可以做成點、線、面各種形式的輕薄短小產品;二是環保效益更佳,由於光譜中沒有紫外線和紅外線,既沒有熱量,也沒有輻射,屬於典型的綠色照明光源,而且廢棄物可**,沒有汙染;三是控制極為方便,只要調整電流,就可以隨意調光,不同光色的組合變化多端,利用時序控制電路,更能達到豐富多彩的動態變化效果。

led不僅可用於大型廣告顯示屏,還可以用於建築和交通照明。led作為城市重點建築的夜景照明,在勾勒輪廓上可以大顯身手,能夠模擬任何色彩,光通量的損耗和維護費用也大大降低。由於體積小,led適合製作成線條燈具,led作成地燈,指示方向、步道和車道,安全可靠,經久耐用。

以往,在城市的夜空中,最妖嬈的也許就數霓虹燈了,但是,由於霓虹燈最容易損壞,我們常常看到,霓虹燈顯示的畫面和文字總是缺胳膊掉腿。如果採用led取代霓虹燈作為顯示標誌,不僅可以避免殘缺不全的遺憾,而且可以達到隨欲的境界。

最初,led只是作為微型指示燈,在計算機、音響和錄影機等高檔裝置中應用,隨著大規模積體電路和計算機技術的不斷進步,led顯示屏正在迅速崛起,作為新一代顯示**,led已成為現代城市一道靚麗的風景線,廣泛應用於各種公共場合。近年來,led逐漸擴充套件到通用照明領域,從****到**機,從膝上型電腦到數位相機,從pda到手機,從室內照明到汽車車燈,led無處不在。

有機led顯示屏的單個元素反應速度是lcd液晶屏的1000倍,在強光下也可以照看不誤,並且適應零下40度的低溫。據悉,國外一家公司正在開發一種頭盜式取景器,將指甲蓋大小的高解析度有機led顯示器置入其中,戴上這種半透明頭盔顯示器,飛行員可以毫不費力地檢視各種飛行資料;正在進行手術的外科醫生眼睛無需離開手術台,就能看到複雜的診斷影象;飛行機械師在檢修飛機時,目光所至即可看到相應部件的維修手冊。更令人心動不已的是,戴上有機led顯示屏製成的眼鏡,還可以開開心心看電影,

視角可以達到160度。

led照亮未來

在現代都市中,大功率氣體放電燈、泛光照明、霓虹燈、燈箱廣告等光源所產生的光汙染,已經對人類、自然環境以及天文觀察造成嚴重危害。21世紀,解決光汙染,是照明技術急待突破的課題,led應運而生,前途無量。

白光led的出現,是led從標識功能向照明功能跨出的實質性一步。白光led最接近日光,更能較好反映照射物體的真實顏色,所以,從技術角度看,白光led無疑是led最尖端的技術。

白光led的應用市場將非常廣泛,也是取代白熾鎢絲燈泡及螢光燈的「殺手」。目前,白色led已開始進入一些應用領域,應急燈、手電筒、閃光燈等產品相繼問世。但是,由於**十分昂貴,故而難以普及。

一組亮度相當於40瓦白熾燈的白色led,其售價為220美元,白色led普及的前提是**下降,而**下降必須在白色led形成一定市場規模才有可能,毫無疑問,兩者的融合最終有賴於技術進步。

據美國能源部**,2023年前後,美國將有55%的白熾燈和螢光燈被led替代,每年節電價值可達350億美元,可能形成乙個500億美元的大產業。日本提出,led將在2023年大規模替代傳統白熾燈。為了搶占未來市場的制高點,通用電氣、飛利浦、奧斯拉姆等世界三大照明工業巨頭紛紛行動,與半導體公司合作成立led照明企業,目標是在2023年前把led發光效率再提高8倍,**降低99%。

未來照明市場的爭奪戰已經**。我國擁有巨大的照明工業和照明市場,去年,我國照明電器銷售收入445億元,出口創匯43億美元,專家預計3年內我國發光二極體產業的產值可達30億~40億美元。在半導體發光器件領域,我國與世界先進水平差距較小,我國自主研製的第乙個led比世界上第乙個led僅僅晚幾個月,整體技術水平也只比發達國家相差3年左右。

為了適應高速增長的市場需求,我國已將led分別列為31項國家鼓勵發展的電子產品和20種鼓勵外商投資的電子產品和技術。

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