【正文】 需要技術(shù)的支撐、新材料的研究，從而帶動成本的下降，這樣 LED在路燈、 LED汽車車燈、大尺寸 LED背光源、 LED全彩顯示屏等領(lǐng)域的 應(yīng)用自然而然就會迅速 增長。由此， LED具有光明的前景 ，必將 世界帶入一個全新的照明時代 。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最衷心的感謝！感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。科技天地 .2021.(2) [9] 鄭旭丹 .胡利勤 .郭太良 .高亮度場發(fā)射熒光燈的制備及其性能測試 .[期刊論文 ].電子器件 .2021.(2) [10] 焦天福 .邵勇 .LED光源探析 .[期刊論文 ].安陽工學(xué)院學(xué)報 .2021.(4) 。感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予了我很多素材，還在論文的撰寫和排版 的 過程中提供熱情的幫助。尤其要強烈感謝我的論文指導(dǎo)老師— XXX 老師，她對我進行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。作為一種綠色光源， LED照明燈具具有遠大的市場前景。目前， LED顯示屏 及 照明裝飾是 LED的應(yīng)用大戶。同時也隨著相關(guān)應(yīng)用環(huán)境，如標(biāo)準、產(chǎn)品認證和檢測、工程應(yīng)用設(shè)計和示范、相關(guān)政策等產(chǎn)業(yè)環(huán)境的完善， LED照明應(yīng)用毫無疑問的將在未來幾年間保持較高的增長速度，根據(jù)燈具數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)計，在 2021年， LED將成為照明市場最具競爭實力的照明光源之一。所以， LED 生產(chǎn)廠商要找到生產(chǎn) LED 成本更低的原材料。發(fā)展半 導(dǎo)體照明光源對節(jié)約能源、保護環(huán)境、帶動傳統(tǒng)照明產(chǎn)業(yè)升級和新型制造業(yè)的發(fā)展、促進國民經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展都具有巨大的推動作用。 必須建立一套完整的技術(shù)標(biāo)準和客觀的評價機制 ， 實事求是的輿論導(dǎo)向 ， 引導(dǎo)其健 康發(fā)展 。 （ 3） LED照明燈的測試方法沒有統(tǒng)一 ， 有些參數(shù)的測試還 有 待研究 ， 如顯色性的測量和氣體放電燈也不一定相同 。 LED的發(fā)展歷史已經(jīng)幾十年，隨著 LED技術(shù)的迅猛發(fā)展，其發(fā)光效率的逐步提高、造價逐步降低， LED的應(yīng)用市場將更加廣泛，特別是在全球能源短缺的背景下， LED光源在照明市場的應(yīng)用前景備受矚目，被業(yè)界認為在未來 10年成為最被看好的市場以及最大的市 場，將取代自熾燈、緊湊型節(jié)能燈和熒光燈，成為下一代的新型光源。只有提高封裝水平，才能真正使 LED產(chǎn)業(yè)做大做強，為我國開發(fā)國際市場，參與國際市場競爭以及拓展應(yīng)用產(chǎn)品領(lǐng)域和市場打下堅實的基礎(chǔ)。 LED要在照明領(lǐng)域發(fā)展，進入特種照明的市場領(lǐng)域，并向普通照明市場邁進，關(guān)鍵是要將其發(fā)光效率、光通量提高至現(xiàn)有照明光源的等級，即需要研制大功率 LED。也正是因為大量人力、物力的投入，才使得 LED照明技術(shù)和市場近幾年發(fā)展得異常迅速。 21世紀的照明燈具將會是以 LED燈具為主流，充分體現(xiàn)照明領(lǐng)域的節(jié)能化、健康化、藝術(shù)化和人性化的照明發(fā)展趨勢。要開拓通用照明市場，首先考慮的應(yīng)該是低光通量的應(yīng)用場所。這些渠道的銷售驅(qū)動力主要取決于價格、信譽和服務(wù)。當(dāng)前同等照度的 LED燈具價格仍然是傳統(tǒng)燈具價格的 4倍左右，這對 LED的推廣和普及仍然是 — 個較大的障礙。 （ 3)光色問題。雖然很多 LED產(chǎn)品標(biāo)明發(fā)光壽命為 10萬 h以上，但在目前的實際應(yīng)用中未必有 有這么長的壽命，原因就是 LED存在光衰問題，一旦 LED發(fā)光亮度降到原來亮度的 30％以下，就可認為其已不可用。 LED雖然節(jié)能，但與一般白熾燈具一樣，一部分能量轉(zhuǎn)化為光的過 LED 光源的應(yīng)用現(xiàn)狀及目前存在的問題 13 程中另外一部分能量轉(zhuǎn)化成熱量，尤其是 LED為點狀發(fā)光光源，其所產(chǎn)生的熱量也集中在極小 的區(qū)域，若產(chǎn)生的熱量無法及時散發(fā)出去， PE結(jié)的結(jié)溫將會升高，加速芯片和封裝樹脂的老化，還可能導(dǎo)致焊點融化，使芯片失效，進而直接影響 LED的使用壽命與發(fā)光表現(xiàn)，尤其是大功率 LED，其發(fā)熱量更大，對散熱技術(shù)要求更高。 (6)特種照明。 (5)安全照明。由 于紅、綠、黃光 LED燈具有亮度高、壽命長、省電等優(yōu)點，所以其在交通信號燈市場的需求大幅增加?？梢栽诔鞘械男蓍e空間如公園的路徑、濱水地帶、園藝進行照明，也可以在街道邊的花卉或低矮的灌木進行照明。汽車用照明是目前 LED照明發(fā)展最快的應(yīng)用市場。若是從銷售額方面看， LED 光源的應(yīng)用還是在家居等普通照明占的份額比較多 。小功率高強度氣體放電燈主要用于室內(nèi)局部照明，它開燈后，達到全光通輸出需要一定時間，但是因價格比 LED相對還低一些，可能部分被 LED取代。目前國內(nèi)廣明源公司已在生產(chǎn)白熾燈形的鹵鎢燈。 鹵鎢燈使用方便 ， 可調(diào)光，生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備都已成熟，價格低廉，產(chǎn)量很大，由于用戶的消費習(xí)慣，如果沒有政府的強制，鹵鎢燈還有 一 定的生存空間。熒光燈的汞污染問題，近年來受到很大關(guān)注， 如果將熒光燈的汞污染問題合理的解決，熒光燈是不會輕易被 LED光源大規(guī)模替換的。熒光燈管徑的縮小可以節(jié)省原材料、加工燃料、運輸倉儲的成本。 LED為全固體發(fā)光體， 具有 耐震、耐沖擊 的特點，不易破碎，廢棄物也可回收，沒有污染，光源體積小，可以隨意組合，易開發(fā)成輕便小型照明產(chǎn)品，并且 也便于安裝和維護。而 LED燈 具有 體積小、 重量 輕 的特點 ， 且采用環(huán)氧樹脂封裝，可承受高強度機械沖擊和震動，不易破碎， 平均壽命 可 達 10萬小時， LED燈具使用壽命可 達 510年，可以大大降低燈具的維護費用，避免經(jīng)常換燈之苦。 （ 2)耗電量少 。 LED經(jīng)過幾十年的技術(shù)改良，其發(fā)光效率有了較大的提升。目前，世界各國均加緊提高 LED光效方面的研究，在不遠的將來其發(fā)光效率將有更大的提高。 LED 光源的應(yīng)用現(xiàn)狀及目前存在的問題 9 自 1964年首先出現(xiàn)紅色 LED后，之后才出現(xiàn)黃色 LED，直到 1994年，藍色、綠色 LED才研制成功。 20 世紀 90 年代 25lm/W 橘紅、橙、黃、 綠、 藍、白 開發(fā)出了新的 AlInGaP材料，且藍光 LED的出現(xiàn)具有歷史意義 。 表 LED的發(fā)展歷程 The development process of LED 時間 發(fā)光效率 色彩 備注 1965 年 (650nm) 材料為 GaAsP。隨著電子器件研發(fā)和業(yè)界認識的逐步深入，最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”的術(shù)語。 在全球能源短缺、環(huán)保要求不斷提高的發(fā)展趨勢下，憑借 LED光源照明的亮度高、 使用壽命長、節(jié)能、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)勢，伴隨著 LED技術(shù)的飛速發(fā)展，使 LED成為普通照明光源的時日越來越近， LED照明必將成為人類照明史上繼自熾燈、熒光燈之后新的照明革命。依應(yīng)用產(chǎn)品加以區(qū)分，則高達 %是應(yīng)用于移動電話外市場。而產(chǎn)值部分，根據(jù) Strategies Un limited的統(tǒng)計，日本大型車燈廠小系（ Kohido） 預(yù)計 ，到 2021年所有的新車都會以 LED作為車燈。 引人注目的是三星 LED，從 2021年的 10名以外升到 2021年的第 4名，成為全球成長最迅速的 LED廠商 ， 這主要得益于大尺寸背光源市場。 全球 LED最大生產(chǎn)商日本的日亞公司近幾年一直是 LED封裝產(chǎn)值冠軍，它有完整的LED產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)量的 70％為白光 LED。前兩者之產(chǎn)能多僅供集團內(nèi)使用，較具外銷規(guī)模者僅首爾半導(dǎo)體。日本 LED產(chǎn)業(yè)多聚集在高附加值產(chǎn)品上，例如筆記本電腦的 LED背光源使用的側(cè)發(fā)光 LED晶片，對亮度、 均勻性、穩(wěn)定性等都有較高要求，再加上本身專利保護，能使產(chǎn)品維持在較高的單價。從一些研究數(shù)據(jù)進行分析， LED 具有樂觀的發(fā)展前景，總體其市場將以 20% 的增長率增長，其中預(yù)計今年高亮度 LED的市場規(guī)模將達到 120億美元，而預(yù)計到達 2021年 LED增長率將高達 %，達到 202億 美元的數(shù)據(jù) ，由此可見 LED市場發(fā)展之迅猛 [2]。結(jié)合 2021 年有關(guān)我國照明市場燈具的調(diào)查，比例最大的當(dāng)屬用來代替白熾燈和節(jié)能燈的球泡燈，其比重高達41%，緊鄰其后的是射燈以及筒燈。 上世紀 80年代末國外照明領(lǐng)域提出“綠色照明”的新概念，我國是于 1996年才開始實施“綠色照明工程”的。 除上述 方法外，還有按發(fā)光強度和工作電流、芯片材料分類及按功能分類的方法。這是視角較大的指示燈，半值角為45176。（ 2）標(biāo)準型。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。圓形燈按直徑分為 2mm、 、 5mm、 8mm、 10mm、 20mm 等。 LED的 分類 若按發(fā)光管的發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色、 藍色等，另外，有的發(fā)光二極管中包含兩種或三種顏色的芯片。 圖 LED發(fā)光電流與溫度的關(guān)系曲線 Relationship between LED emission current and temperature LED 光源的應(yīng)用現(xiàn)狀及目前存在的問題 4 圖 LED光輸出量與溫度 的關(guān)系曲線 Relationship between LED light output and temperature （ 5） LED的時間響應(yīng)特性。圖 、綠光和白光 LED的光輸出量和 PN結(jié)溫度的關(guān)系曲線。 LED屬于電流控制 型半導(dǎo)體器件，其發(fā)光亮度 L與正向電流 I近似成正比，即 KIL? (式 11) 式中 K為比例系數(shù)。 LED伏安特性與 P— N結(jié)伏安特性相同，如圖 ，包括正向死區(qū)、工作區(qū)、反向死區(qū)和擊穿區(qū) 。 PN結(jié)輻射光的波長決定于材料的禁帶寬度 Eg， 由于不同材料的禁帶寬度不同，所以由不同材料制成的發(fā)光二極管可發(fā)出不同波長的光，不同材料的LED發(fā)光光譜如圖 ?？昭◤?P區(qū)注入 N區(qū)，同樣電子從 N區(qū)注入到 P區(qū) ， 注入的少數(shù)載流子將同該區(qū)的多數(shù)載流子復(fù)合 ， 不斷的將多余的能量以光的形式輻射出去 ， 所發(fā)出光的顏色是由形成 PN結(jié)的材料決定。本文將針對 LED的近期發(fā)展?fàn)顩r進行簡單的描述，重點將 LED作為照明光源在價格、性能和性價比與傳統(tǒng)光源進行對比，并對 LED光源如何進入通用照明市場進行分析和闡述。 LED 光源的發(fā)光效率高，使用壽命長，因此其應(yīng)用前景非?？捎^，但是比起其它光源，它的應(yīng)用成本還是非常高的，要想在社會上得以普遍的應(yīng)用還需要一定的時間。LED 光源的應(yīng)用現(xiàn)狀及目前存在的問題 LED 光源的應(yīng)用現(xiàn)狀及目前存在的問題 摘要 現(xiàn)如今，隨著社會的不斷發(fā)展與進步，社會發(fā)展的需求標(biāo)準也在不斷的提高，對于影響社會發(fā)展的至關(guān)重要的因素 — 能源的要求，也就更加的苛刻了，所以能源節(jié)儉就成了當(dāng)今社會人們面臨的非常重要的問題。但是同傳統(tǒng)的光源相比， LED 光源也存在著一些還沒有解決的問題，如應(yīng)用價 格與傳統(tǒng)光源相比較高，其發(fā)光效率與傳統(tǒng)光源也有一定的差距等，但是隨著社會技術(shù)