點亮21世紀理想之光 LED技術全面解析

LED在照明領域面臨的問題：

    (1)首先是發光效率問題。提高LED的發光效率最主要的方法是改進半導體發光材料與LED芯片的結構和制造工藝。由於這部分工作需要強大的理論研究基礎和先進的半導體工藝設備，因此要實現200流明/瓦的目標路途依然比較艱難。

    (2)高功率問題。作為照明，單個LED輸出的光通量必須足夠大，欲加大LED的光通量，首先必須注入足夠的電功率。但LED芯片的溫昇不能過高，否則各項性能特別是使用壽命會受到很大的影響。顯然，設計較大輸入功率的LED器件和燈具，除需用面積較大的芯片外，還必須有良好的散熱結構。現在國外一些著名公司已設計研制了一些特殊的LED器件結構，並已獲得了較好的效果。

    (3)由於LED照明需由多個LED管組成，其參數離散性也是一個技術問題。除了通過預選、分類，盡量保證一致性以外，還必須設計合理的燈具結構(包括LED的排列和位置布局)和研究合適的驅動電路，防止偶爾產生的能量集中而燒毀部分LED。

    (4)此外，由於多個LED組成一只照明燈具時，免不了對LED進行並聯、串聯。而在使用過程中只要有一個LED短路或開路，都將會導致整小片或整條LED熄滅，影響照明效果。為此，必須研究簡單而廉價的保護電路，使這種不良影響降至最低限度。

LED在顯示技術領域面臨的問題：

    (1)和在照明領域遇到的主要問題一樣，LED在作為新型背光源的同時，也面臨著發光效率的問題。目前傳統CCFL冷陰極熒光燈雖然耗電量大、發光質量一般，但是其發光效率可達到50?100流明/瓦，而白光LED器件在剛起步時發光效率僅為20lm/W甚至更低，這就注定LED在開始時並不適合作為LCD顯示器的背光源。不過，白光LED的發光效率以每年提高60%的幅度提昇，到目前為止，白光LED器件的發光效率突破50lm/W，開始達到實用化水平。

大尺寸電視要使用大量的LED元件，因此散熱和價格都是比較棘手的問題

    (2)LED背光源系統的成本要高於冷陰極熒光管。目前LED背光模組零組件的價格為CCFL背光源的5倍左右，屏幕尺寸越大，采用LED背光技術的成本就越高。不過LED產業也存在類似微處理器產業中的『摩爾定律』——Haitz定律，以安捷倫(LED領域領導廠商)的前任技術科學家Roland Haitz命名。其內容是LED的價格每10年將為原來的1/10，性能則提高20倍。如果這個定律能夠不斷應驗，而隨著產能的增加，LED背光源的成本將快速下滑。預計到未來一兩年LED背光的售價可降到CCFT背光的2倍左右，距離大規模普及僅有一步之遙。

    (3)RGB-LED背光源中，發出每種原色的LED元件由於采用了不同的發光材料，因此在長時間使用後，其性能的衰減將不一致，這也可能導致屆時顯示的效果出現比較大的偏差。

總結：

    作為20世紀人類最重要的100項發明之一的LED技術，在經歷了30多年的發展後，終於迎來了距離廣泛應用不遠的日子，相信通過本文的介紹，你也對LED將在哪幾個方面對我們的生活產生影響有了一定了解。無論LED技術走向何方，這一充滿前途的技術必將給我們的生活帶來巨大的改變。