LED的發(fā)展與未來(lái)創(chuàng)新

袁紅

【摘 要】LED是發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）的簡(jiǎn)稱(chēng)，也稱(chēng)作為發(fā)光二極管，這種半導(dǎo)體組件發(fā)展以來(lái)一般是作為指示燈、顯示板，但隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已經(jīng)能作為光源廣泛使用，其高亮度、低能耗、壽命長(zhǎng)、啟動(dòng)快，功率小、無(wú)頻閃、不容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞等優(yōu)點(diǎn)，使其在現(xiàn)今社會(huì)中、家庭中開(kāi)始廣泛應(yīng)用。LED的應(yīng)用越來(lái)越普遍，基于環(huán)保及節(jié)約能源需求，全球各國(guó)政府重視LED與節(jié)能產(chǎn)品帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)與節(jié)能效益，近幾年越來(lái)越多的投資人涌入LED行業(yè)中。本篇論文以LED產(chǎn)業(yè)為主軸，首先對(duì)LED的歷史和應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，然后系統(tǒng)分析LED產(chǎn)業(yè)目前的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)，最后做出對(duì)LED未來(lái)創(chuàng)新的總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】LED產(chǎn)業(yè);發(fā)展現(xiàn)狀;未來(lái)創(chuàng)新

一、LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史

（一）LED的誕生

20世紀(jì)70年代，LED主推的是數(shù)字與文字顯示技術(shù)，在許多商用設(shè)備中，LED顯示屏也逐漸受到來(lái)自其他顯示技術(shù)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，如液晶、等離子體和真空熒光管顯示器。這種競(jìng)爭(zhēng)性激勵(lì)著LED制造商進(jìn)一步拓展他們的產(chǎn)品類(lèi)型，并積極尋求LED具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用領(lǐng)域。此后，LED開(kāi)始應(yīng)用于文字點(diǎn)陣顯示器、背景圖案燈柵和條線圖陣列。數(shù)字顯示屏的尺寸和復(fù)雜度在不斷增長(zhǎng)，從2位數(shù)字到3位甚至4位，從7段數(shù)字到能夠顯示復(fù)雜的文字與圖案組合的14段或16段陣列。目前，最亮的材料是透明基底AIInGaP。在1991年至2001年期間，材料技術(shù)、裸片尺寸和外形的進(jìn)一步發(fā)展，使商用化LED的光通量提高了將近20倍。

（二）LED的應(yīng)用

LED的高速發(fā)展，使其應(yīng)用領(lǐng)域也是越來(lái)越廣，由最早用于電源指示燈發(fā)展到現(xiàn)在的建筑物外觀照明、景觀照明、各種室內(nèi)、戶外顯示屏，汽車(chē)內(nèi)部的儀表板、剎車(chē)燈、尾燈，電子手表，手機(jī)以及植物照明，只要是人們生活中所涉及到的照明場(chǎng)所都有LED照明產(chǎn)品的身影。

二、LED的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)創(chuàng)新

（一）LED的發(fā)展現(xiàn)狀

十年來(lái)中國(guó)照明產(chǎn)業(yè)快速成長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模得到最大化擴(kuò)張。自2009年起，中國(guó)政府針對(duì)LED照明產(chǎn)業(yè)陸續(xù)推出多項(xiàng)優(yōu)惠措施，如MOCVD機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼、研發(fā)金額補(bǔ)貼與抵減、投資設(shè)廠審批優(yōu)惠等，吸引眾多廠商與實(shí)業(yè)家競(jìng)相進(jìn)入LED產(chǎn)業(yè)或LED應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，其近年的產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張幅度令亞洲既有的LED廠商備感威脅。國(guó)內(nèi)光注冊(cè)的LED公司就多達(dá)7000多家，再加上一些沒(méi)有注冊(cè)的小作坊和一些躲在注冊(cè)公司后面的3-5人小工作團(tuán)體，從事LED照明行業(yè)的企業(yè)可謂數(shù)不勝數(shù)。

（二）LED的未來(lái)創(chuàng)新

隨著技術(shù)日趨成熟和市場(chǎng)需求逐步啟動(dòng)，LED產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入新一輪增長(zhǎng)期，朝著更高光效、更低成本、更高可靠性和更廣泛應(yīng)用方向發(fā)展，如智能照明，光通信技術(shù)等。2015年，智能照明在智慧城市和智能家居的雙驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)下踏上了新的發(fā)展階段，企業(yè)推出的智能照明產(chǎn)品不再局限于調(diào)光調(diào)色，開(kāi)始附加一些簡(jiǎn)單的娛樂(lè)功能，更為突出的是照明企業(yè)在逐步接受跨界融入，通過(guò)跨界的交互合作，實(shí)現(xiàn)照明跟光源的結(jié)合，以及硬件和移動(dòng)網(wǎng)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)真正人性化的智能照明。消費(fèi)者性格喜好各式各樣，單一的功能是無(wú)法滿足的，產(chǎn)品的個(gè)性化設(shè)置無(wú)疑會(huì)是吸引消費(fèi)者的一大亮點(diǎn)，根據(jù)用戶的個(gè)性喜好，智能照明產(chǎn)品能提供個(gè)性化的服務(wù)，這樣才有可能成為未來(lái)消費(fèi)的主流產(chǎn)品。

在不遠(yuǎn)的將來(lái)，智能照明不會(huì)僅僅作為一盞燈、一個(gè)開(kāi)關(guān)而存在，它將會(huì)和家居連成一塊，成為一個(gè)家居系統(tǒng)，全方位的為用戶提供舒服的環(huán)境和服務(wù)，隨著整體智能家居、智慧城市的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)的加入，智能一體化解決方案將不同智能單品連成一片智能的藍(lán)海。智能照明的本質(zhì)是電子化和網(wǎng)絡(luò)化，不僅可以實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的智能控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)和情景照明的基本功能，同時(shí)也是互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)入口，從而衍生更多高附加值的服務(wù)，例如健康管理、地圖定位、商品導(dǎo)購(gòu)與廣告等等。由此可預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的LED產(chǎn)品除了顛覆傳統(tǒng)外觀，它必然還將引發(fā)一場(chǎng)有關(guān)智能照明的技術(shù)革命。因?yàn)槟壳笆袌?chǎng)上的LED燈成本偏高，單靠節(jié)能難以吸引消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)。但如果實(shí)現(xiàn)智能照明，具有成本低、簡(jiǎn)單易用、靈活場(chǎng)景設(shè)置以及投資回報(bào)等優(yōu)勢(shì)，消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)意愿將大大增加。

通過(guò)光電與通信的跨界合作而衍生出來(lái)的光通信技術(shù)，正成為未來(lái)智慧生活的另一大研究方向。可見(jiàn)光通信技術(shù)，是利用熒光燈或發(fā)光二極管等發(fā)出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號(hào)來(lái)傳輸信息的，將高速因特網(wǎng)的電線裝置連接在照明裝置上，插入電源插頭即可使用。利用這種技術(shù)做成的系統(tǒng)能夠覆蓋室內(nèi)燈光達(dá)到的范圍，電腦不需要電線連接，因而具有廣泛的開(kāi)發(fā)前景。與目前使用的無(wú)線局域網(wǎng)（無(wú)線LAN）相比，“可見(jiàn)光通信”系統(tǒng)可利用室內(nèi)照明設(shè)備代替無(wú)線LAN局域網(wǎng)基站發(fā)射信號(hào)，其通信速度可達(dá)每秒數(shù)十兆至數(shù)百兆，未來(lái)傳輸速度還可能超過(guò)光纖通信。利用專(zhuān)用的、能夠接發(fā)信號(hào)功能的電腦以及移動(dòng)信息終端，只要在室內(nèi)燈光照到的地方，就可以長(zhǎng)時(shí)間下載和上傳高清晰畫(huà)像和動(dòng)畫(huà)等數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還具有安全性高的特點(diǎn)。用窗簾遮住光線，信息就不會(huì)外泄至室外，同時(shí)使用多臺(tái)電腦也不會(huì)影響通信速度。對(duì)電磁信號(hào)敏感的醫(yī)院等部門(mén)也可以自由使用該系統(tǒng)。

圖一 室內(nèi)無(wú)線光通信示意圖

此外，LED照明技術(shù)在植物種植領(lǐng)域也十分具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)長(zhǎng)ED是具有低發(fā)熱特性的冷光源，體積結(jié)構(gòu)緊密，可以近距離照射植物，提高植物栽培的空間利用率，而且還能提高植物抗病蟲(chóng)害的能力，因此近年來(lái)用LED照明來(lái)培育植物或農(nóng)作物的方式受到廣大農(nóng)場(chǎng)的青睞。

隨著智能照明發(fā)展?jié)u趨成熟，圍繞人的體驗(yàn)的智能化研究將成為主流，以人的行為、視覺(jué)功效、視覺(jué)生理心理研究為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)更具有科學(xué)含量的、以人為本的高效、舒適、健康的智能化照明。智能技術(shù)與照明的結(jié)合使照明更進(jìn)一步地滿足不同個(gè)體、不同層次群體的照明需求，是使照明從滿足一般人的需求到滿足個(gè)體、個(gè)性需求的必不可少的技術(shù)手段，這也應(yīng)該是智能照明的發(fā)展方向。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著眾多照明企業(yè)積極布局智能照明領(lǐng)域，行業(yè)掀起對(duì)智能照明話題的大討論。然而，真正的智能照明是什么？未來(lái)智能照明將如何發(fā)展？目前，智能照明尚無(wú)定論。但行業(yè)對(duì)智能照明前景和趨勢(shì)的認(rèn)同毋庸置疑。因此國(guó)內(nèi)照明行業(yè)應(yīng)該敲響警鐘，智能轉(zhuǎn)型已成大勢(shì)所趨，行業(yè)破局迫在眉睫。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 趙清泉，夏曉玲，半導(dǎo)體發(fā)光二極管的應(yīng)用及其前景[J]，大眾科技，2005。

[2] 毛興武，新一代綠色光源LED及其應(yīng)用技術(shù)[M]，人民郵電出版社，2008年。

[3] 諸昌鈴，LED顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù)[M]，電子科技大學(xué)出版社，2000。

[4] 金海，余麗華，光源色溫和顯色性對(duì)室內(nèi)光環(huán)境的影響[J]，照明工程學(xué)報(bào)，2000。

[5] 陳國(guó)義，我國(guó)LED舞臺(tái)燈現(xiàn)狀及相關(guān)思考[J]，演藝科技，2010。