高亮度ＬＥＤ漸入佳境

得益于生產(chǎn)工藝的改善和技術(shù)的進(jìn)步，高亮度LED將會(huì)在顯示、投影、照明、裝飾等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

最新的市場(chǎng)預(yù)測(cè)表明，全球高亮度LED（Light Emitting Diode，發(fā)光二極管）的市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)在近幾年得到一次持續(xù)、快速的增長(zhǎng)。分析人士認(rèn)為，該市場(chǎng)的整體規(guī)模將從2006年的40億美元，迅速攀升到2009年的70億美元以上。其中，用于照明和顯示領(lǐng)域的比重將會(huì)得到成倍的增長(zhǎng)，二者份額之和有望在2009年達(dá)到整個(gè)市場(chǎng)的半壁江山。對(duì)于廣大LED從業(yè)者來(lái)說(shuō)，這無(wú)疑是一個(gè)信號(hào)，督促他們積極進(jìn)行上下游的資源整合，同時(shí)布局這兩大應(yīng)用領(lǐng)域。

先行者的探索

盡管IT界很多廠商認(rèn)為高亮度LED距離實(shí)用仍有一段距離，但是卻從來(lái)阻止不了那些立意獨(dú)特的先行者。索尼是全球第一家將LED屏幕技術(shù)融入到筆記本電腦里的廠家，它在不久前就將一款采用LED背光源的筆記本電腦VGN-TX56C投入到市場(chǎng)。

從技術(shù)上進(jìn)行分析，12.1、13.3和14.1英寸的寬屏筆記本電腦如果采用LED作為背光源，其功耗將比采用傳統(tǒng)CCFL（冷陰極熒光燈）的同等產(chǎn)品功耗降低1～2W。我們知道，筆記本電腦的背光源功耗每降低1W，筆記本電腦電池的平均巡航時(shí)間就能得到多達(dá)30～45分鐘的延長(zhǎng)。另外，采用LED背光源的筆記本電腦屏幕不僅在能耗上可以得到大幅度的降低，同時(shí)在亮度、色彩鮮艷度、對(duì)比度等諸多方面，其表現(xiàn)也比普通屏幕更加出色，完全可以和CRT顯示器媲美。因此，眾多業(yè)界人士均認(rèn)為，采用LED背光源的筆記本電腦將成為未來(lái)幾年的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。

從制造工藝來(lái)看，LED背光源是由眾多柵格狀的半導(dǎo)體組成的，每個(gè)“格子”中都擁有一個(gè)LED半導(dǎo)體，這樣LED背光就成功地實(shí)現(xiàn)了光源的平面化。平面化的光源不僅有優(yōu)異的亮度均勻性，還不需要復(fù)雜的光路設(shè)計(jì)，這樣一來(lái)LCD的厚度就能做得更薄，同時(shí)還擁有更好的可靠性和穩(wěn)定性。更薄的液晶顯示面板意味著筆記本電腦擁有更輕的機(jī)身重量、更佳的移動(dòng)性。尤為重要的是，現(xiàn)階段白色LED背光的壽命已經(jīng)高達(dá)10萬(wàn)小時(shí)，不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)有的CCFL背光源3萬(wàn)小時(shí)的使用壽命，而且還有再次提升的巨大潛力。

以此類推，采用LED作為背光源，對(duì)于臺(tái)式液晶顯示器和液晶電視來(lái)說(shuō)，也具有非常重要的意義。本文成稿之時(shí)，正在德國(guó)漢諾威舉行的CeBIT 2007展會(huì)就傳來(lái)消息，三星電子剛剛在展會(huì)上發(fā)布了一款使用LED作為背光源的30英寸液晶顯示器SyncMaster XL30。該產(chǎn)品提供了USB和DVI-D接口，同時(shí)還支持HDCP（高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)）協(xié)議，能夠?qū)?shù)碼單反相機(jī)（DSLR）拍攝的照片轉(zhuǎn)換為鮮綠、深紅和其他自然色，以其自然形態(tài)在顯示器上呈現(xiàn)出來(lái)。

不過(guò)，盡管LED優(yōu)勢(shì)頗多，但是現(xiàn)階段它也存在發(fā)光效率低下的問(wèn)題：發(fā)光效率只有30流明/瓦，遠(yuǎn)低于CCFL液晶面板60流明/瓦的發(fā)光效率。于是，高亮度LED領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)展就成為各大廠商關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。另外，成本也是制約LED普及的一大障礙，譬如三星就曾經(jīng)在2006年推出過(guò)20.1英寸LED背光源模組（LED BLU），但由于缺乏價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力，因而未能實(shí)現(xiàn)商品化。

高亮度的誘惑

當(dāng)然，高亮度LED的目標(biāo)并不僅限于傳統(tǒng)的IT領(lǐng)域。以車用電子為例，不僅是白光LED，包括紅光、黃光等在內(nèi)的可視光LED，都已經(jīng)開(kāi)始被應(yīng)用在汽車的儀表板背光，以及方向燈、尾燈，而車內(nèi)外裝飾部分更是無(wú)需贅言。一些研究報(bào)告也紛紛指出，汽車制造業(yè)對(duì)于LED的使用數(shù)量一直在增加，并且具有很好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

高亮度LED也吸引了國(guó)內(nèi)眾多的廠商，目前我國(guó)總共擁有大約600家LED制造商，主要分布在福建、廣東、江蘇、上海、浙江和山東等省市，它們更多地專注于高亮度LED、白光LED、高功率LED、紅外LED和芯片LED等產(chǎn)品。

與此同時(shí)，高亮度LED技術(shù)的進(jìn)步，也增加了LED作為普通照明光源的可能性。試想一下，如果高亮度LED能夠取代傳統(tǒng)的白熾燈，那將會(huì)形成一個(gè)3000億美元以上的龐大市場(chǎng)規(guī)模。不過(guò)，高亮度LED要涉足到建筑照明等領(lǐng)域，在整體技術(shù)上仍需更大的突破才行。

從基板材料來(lái)說(shuō)，盡管GaN（這是一種藍(lán)色LED原料）已經(jīng)被廣泛使用，但是從照明的用途來(lái)說(shuō)，為了達(dá)到更高效率，如何實(shí)現(xiàn)與自然光接近的顏色就顯得非常必要。以目前GaN LED的研發(fā)來(lái)看，大致可分為大電流化、短波長(zhǎng)化、高效率化等發(fā)展方向。

經(jīng)典物理學(xué)告訴我們，加大電流對(duì)于提升亮度有著直接的提升作用。然而，對(duì)于LED來(lái)說(shuō)，如果只是單純加大電流，LED就會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱的現(xiàn)象，這也會(huì)直接影響到LED的演色結(jié)果，并且對(duì)LED的使用壽命也會(huì)有負(fù)面影響。

另外，雖然加大LED芯片的面積可以能夠獲得更高的亮度，但過(guò)大的面積在應(yīng)用過(guò)程和結(jié)果上也往往會(huì)導(dǎo)致適得其反的結(jié)果。

盡管面臨這樣或那樣的難題，不過(guò)高亮度LED廣闊的應(yīng)用前景仍是令更多的國(guó)際大廠不斷加入LED的陣營(yíng)，新的產(chǎn)品和技術(shù)也是層出不窮。意法半導(dǎo)體、歐司朗光電半導(dǎo)體、美信（Maxim）、安華高科技(Avago)等公司，就都在近期推出了相應(yīng)的產(chǎn)品(詳見(jiàn)本文后附的鏈接）。

一直以來(lái)，Haitz定律被譽(yù)為L(zhǎng)ED領(lǐng)域的摩爾定律。制定此定律的Roland Haitz（安捷倫前任技術(shù)科學(xué)家）從1965年LED商業(yè)化發(fā)展至今的過(guò)程中，觀察并得出這樣的結(jié)論：LED幾乎每18～24個(gè)月就能提升1倍的發(fā)光效率。即每10年LED都會(huì)得到20倍以上的亮度增長(zhǎng)，但是價(jià)格卻只有原先的1/10。

高亮度LED，距離我們已經(jīng)不再遙遠(yuǎn)。

鏈接:不經(jīng)意間的邂逅

就像事先商量過(guò)一樣，多家廠商都不約而同地選擇了2007年年初，推出各自的高亮度LED產(chǎn)品和解決方案。這難道是巧合？

意法半導(dǎo)體推出的是具有自動(dòng)節(jié)能特性的LED驅(qū)動(dòng)器STP16CPS05，它有助于制造商達(dá)到工業(yè)照明、公司標(biāo)牌和交通應(yīng)用的高能效要求，比現(xiàn)有解決方案節(jié)省電能80%。據(jù)悉，該產(chǎn)品現(xiàn)已投產(chǎn)。

歐司朗光電半導(dǎo)體公司在近日推出了面向迷你投影機(jī)的OSTAR Projection，這款產(chǎn)品擁有更高的亮度，其亮度為120流明，可采用大幅面格式，將屏幕顯示內(nèi)容投影至幕布或是墻上。

美信公司也在不久前的第12屆國(guó)際集成電路研討會(huì)暨展覽會(huì)上發(fā)布了高效率、大功率、快速瞬態(tài)響應(yīng)的高亮度LED驅(qū)動(dòng)器MAX16818，該產(chǎn)品采用平均電流模式控制，具有同步柵極驅(qū)動(dòng)電路和較寬的開(kāi)關(guān)頻率范圍，適用于大功率LED光源高效驅(qū)動(dòng)方案。

安華高科技也于近日推出一款薄型3W高功率白光表面貼裝LED產(chǎn)品ASMT-MW20，它可以提供高達(dá)160流明的照明輸出。（李增羽）