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目之所及皆LED LED應用領域基礎

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   LED 是發光二極管(Light Emitting Diode)的縮寫,它是繼白熾燈和熒光燈之后的第三代固體照明光源。
在內部結構上,LED有和半導體二極管相似的P 區和N 區,形成了一個“P-N 結”。
當電流通過時,電子就會被推向P 區,在P 區里電子跟空穴復合,并以光子的形式發出能量,這就是LED 發光的原理。
自20 世紀60 年代第一個LED 的誕生,這種體積小、壽命長、節能、環保的新型光源就開始走進了人們的生活。
現在,從室內照明到城市景觀照明,從儀表指示燈到汽車車燈,從電視機到大屏幕顯示,LED 無處不在并正在改變著人們的生活。
下面筆者將淺談下LED在照明和顯示方面對人類現代生活的影響。
1 LED 在城市照明中的應用
城市功能城照明是保障人民工作生活不可缺少的條件;
城市景觀照明能夠美化城市,給城市帶來生機和活力,提升城市形象,豐富人民群眾生活,給人們工作、生活提供方便。
目前現有的公共照明設備主要有鈉燈、金鹵燈和汞燈,光電轉換效率不高,耗電量很大。
在當今全球能源緊缺的環境下,節約能源已成為大勢所趨,綠色、高效、長壽命的LED 路燈逐漸走入人們的視野。
LED 作為路燈主要有以下優點:發光效率高,燈具反射損失低,節省能源70% ;
配合數字控制亮度功能,更省電;
不需高壓,安全性高;
配合軟件可由遠程自動遙控亮度;
事故、多霧、雨天等特殊情況下提供超高亮度及顯色性高的照明光源;
安裝維護簡便;
模塊安裝、無多余配線;
不會造成光污染或浪費;
長壽命,意味著不需要經常進行更換,從而減少了交通中斷的潛在性,降低了為此支付的維修費用。
2 LED 在汽車照明中的應用
汽車光源在照明領域中占有極其重要的地位, 其產量約占整個照明光源總產量的10%。
LED 用于汽車照明最早是在20 世紀80 年代中期,當時主要用于汽車的高位剎車燈。
LED 剎車燈相比傳統的白熾燈,能夠在較小的驅動電流下工作,較低的功率可減小汽車內部線路系統的體積和重量。
LED 剎車燈的響應時間短,如果前面的車即刻剎車,那么后面的車會比傳統的白熾燈剎車燈提前0.7s~1s 看到信號,這樣便給駕駛員留下了更多的反應時間,從而提高了行車的安全保證。
目前,車用LED 可分為汽車外部使用及內部使用,內部包括儀器儀表板、空調、音響等指示燈及內部閱讀燈;
外部使用則包括剎車燈、尾燈、方向燈、側燈等。
隨著LED 光學性能不斷提高,封裝設計更有針對性和實用性,它將為汽車的個性化、一體化設計提供更大的發展空間。
隨著技術的高速發展,LED 的價格一直在不斷降低,今后降低的幅度還會更大,所以在汽車上使用LED將會越來越普及。
3 LED 在家居照明中的應用
自古以來,人類一直在追求著光明,人類文明的發展與照明技術的進步是息息相關的。
家居照明已經成為現代生活環境的亮點,起到美化提高生活品質的作用。
家居照明要求光源保證工作、學習、生活環境達到舒適的照度標準和良好的照明品質,客觀地顯示物體的明暗度與色彩性,獲得人眼直接觀察外部景物的真實效果。
在有高發光效率、足夠亮度的同時,還應該有接近自然光的色溫和高的顯色指數。
將LED 用于室內照明,可以調節照明光源使室內光線隨著早晨、中午、夜晚的時間變化,使室內的光環境接近月亮、星星、太陽等自然光。
可以說LED 進入室內照明是半導體照明進入通用照明市場的最重要的里程碑,不久的將來,千家萬戶的室內照明將是LED 的市場。
4 LED 在背光源中的應用
背光源是提供給液晶顯示器面板的光源,主要由光源導光板、光學用膜片、塑膠框等組成。
LED 作為顯示屏的背光源是目前LED 應用最為廣泛的領域,約占LED 應用的40%,如手機的背光源、手提電腦的背光源等。
目前,LED 背光源已向液晶電視機進軍。
首先,相比傳統顯示設備上的冷陰極熒光燈管,采用LED 作為背光源的液晶電視,可以提升觀賞畫質,特別是色彩飽和度。
其次,因為LED 的平面光源特性,使LED 背光源還能實現冷陰極熒光燈管所無法比擬的分區域色彩和色度調節功能,從而實現更加精確的色彩還原性。
再次,在發光壽命方面,LED 背光技術則超越了冷陰極熒光燈管。
普通的冷陰極熒光燈管背光的壽命基本在3 萬h~4 萬h 左右,而現階段白色LED 背光源壽命已經高達10 萬h。
隨著國際上環保認證的推行,含鉛汞成份的冷陰極熒光燈光源已慢慢被舍棄,再加上近年來LED 亮度突破性的提高和生產成本的降低,LED 背光源的前景是非常好的。
人們也將在環保、超薄、高畫質等方面獲得越來越舒適的享受。
5 LED 在顯示屏上的應用
現代信息顯示技術的發展,形成了CRT、液晶顯示器、等離子體顯示器、LED 等系列的信息顯示產品。
隨著LED 材料技術和工藝水平的提升,采用計算機控制,將光、電融為一體的大屏幕LED 智能顯示屏已經應用到很多領域。
LED 顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏,均由LED 矩陣塊組成。
圖文顯示屏可與計算機同步顯示漢字、英文文本和圖形;
視頻顯示屏采用微型計算機進行控制,圖文、圖像并茂,以實時、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息,還可顯示二維、三維動畫、錄像、電視、VCD 節目以及現場實況。
相比傳統屏幕顯示產品,LED 顯示屏的畫面色彩鮮艷、立體感強、畫面清晰細膩、與計算機兼容性好,廣泛應用于機場、車站、商場、醫院、賓館、銀行、證券市場、建筑市場等公共場所。
6 結論
此外,LED 還用在了交通信號、各種電子玩具、儀器儀表顯示、各種特殊照明等領域,深入到了現代生活的各個方面。
我們相信,隨著LED 技術的發展和價格的降低,LED 將會步入千家萬戶,為人類節約寶貴的能源,為保護人類的生活環境更添一份力。

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