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LED技术革新:突破应用挑战与未来趋势
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更新于2024-08-30
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LED技术,作为显示/光电技术中的重要分支,自1962年首例低亮度红光LED诞生以来,经历了显著的技术革新和广泛应用。最初的LED成本高昂,但随着1968年Monsanto和惠普引入成本效益高的GaAsP材料,红色LED得以大规模生产和普及。这些LED最初主要用于指示灯,如开关信号,随后扩展至数码显示器,推动了整个行业的快速发展。 现代LED技术已实现显著的进步,能够产生丰富多样的颜色,包括单个器件具备多种颜色选项,其亮度和功耗范围广泛,从红外到紫外线的全光谱应用都成为可能。LED灯具因其低能耗、长寿命、低成本等特性,逐渐取代传统的白炽灯和荧光灯,不仅用于基本照明,也在装饰性和专业应用中崭露头角。例如,在音频电路中,LED作为波形控制器的应用展示了其技术的灵活性。 在专业领域,LED技术深入到了如医疗设备、遥控器以及更多与红外和紫外线光交互的设备中。市场上的LED产品种类繁多,适应不同应用场景的需求,包括尺寸、颜色、形状、电气性能和封装形式的定制化选择,价格也因此有所差异。 然而,尽管取得了这些成就,LED技术的应用仍面临一些挑战。例如,提高光效率、降低成本、改进散热设计以应对高功率应用的热量问题,以及开发更环保的驱动方案,都是当前和未来的研究重点。此外,随着技术竞争加剧,知识产权保护和标准化制定也是行业发展的关键因素。 LED技术的最新进展体现在颜色、亮度、功耗控制、封装技术以及跨领域的创新应用上,但同时也伴随着对解决技术难题和商业竞争的不断探索。随着科技的持续进步,LED将在更多意想不到的领域发挥更大的作用,推动显示/光电技术的未来发展。
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显示显示/光电技术中的光电技术中的LED技术最新进展及其应用挑战技术最新进展及其应用挑战
发光二极管(LED)是一种半导体(二极管),在电压/电流源的正向偏置条件下,可以发出一种特定颜色(波长)的可
见光,其亮度取决于本身的参数和电源的参数。第一个LED是通用电气公司研究人员大约在1962年发明的,是
一种能够产生低亮度红光的低功耗器件,但价格非常高。 1968年,LED价格瓶颈被打破,Monsanto公司和
惠普公司开始使用极具性价比的砷化镓磷化物(GaAsP)大批量生产红色LED。这种红色LED最初大量用于替代白
炽灯和氖管指示灯,如开/关/待机指示灯,随后很快又用于数码显示器。 经过类似电视机那样意料之中的快
速发展,现在的LED可以提供宽泛的颜色,单个器件具有多种颜色、亮
发光二极管(LED)是一种半导体(二极管),在电压/电流源的正向偏置条件下,可以发出一种特定颜色(波长)的可见光,其
亮度取决于本身的参数和电源的参数。第一个LED是通用电气公司研究人员大约在1962年发明的,是一种能够产生低亮度红
光的低功耗器件,但价格非常高。
1968年,LED价格瓶颈被打破,Monsanto公司和惠普公司开始使用极具性价比的砷化镓磷化物(GaAsP)大批量生产红色
LED。这种红色LED最初大量用于替代白炽灯和氖管指示灯,如开/关/待机指示灯,随后很快又用于数码显示器。
经过类似电视机那样意料之中的快速发展,现在的LED可以提供宽泛的颜色,单个器件具有多种颜色、亮度和功耗等级,
并且可以提供各种独特的封装类型。还有无数器件能够发出从红外线(IR)一直到紫外线(UV)的一系列不可见光。
器件类型的快速发展通常都会导致革命性的应用。可见光LED不再只是用作指示灯,也用于代替几乎所有照明(实用和装
饰性)和标识性应用中的白炽灯和荧光灯,因为这些LED具有低功耗/低发热特性、明显更长的寿命以及在长期和短期运行状态
下更低的成本。
经过多年的发展,LED还深入到一些专业的非照明设计中,如音频电路中的波形控制器(图1)。而红外线和紫外线LED也
可以用于从遥控到医疗的众多领域。
可见光LED
今天LED产品种类已经十分丰富,可以提供各种尺寸、颜色、形状和类型,以及多样化的电气指标和参数,还可以提供标
准和独特的封装,当然价格也是千差万别。每种LED可以满足一种或多种应用,如普通照明、数码相机中的闪光灯、LCD背光
照明以及最基本的指示灯等等。
用于基本指示用途、原型创建和业余爱好的普及低成本中等功率LED(图2)仍然十分丰富,制造这些LED的材料通常是砷
化铝镓(AlGaAs)、砷化镓磷化物(GaAsP)、磷化铝镓铟(AlGaInP)或磷化镓(GaP)。虽然红色仍然是最通用的颜色,但也可以提
供绿色、橙色、$和蓝色。这些LED的正向压降在1V至2V之间,正向电流约20mA。
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