關于半導體發光二極管LED照明技術的應用分析

摘 要：發光二極管（LED）因有著功能強大、節省能源、使用周期長、注重生態保護等特征而被普及使用于屋內外照明。筆者重點闡釋了發光二極管（LED）的原理、特征、運用以及市場開發潛力。

關鍵詞：半導體；發光；二極管；照明科技；研究

2010年，上海因世界博覽會的成功舉辦被世界各國人士銘記。在上海世界博覽會開展階段，光輝爛漫的夜晚景色是一大特色。這項光榮而艱巨的夜景展示，采用了節約能源、保護生態、絢麗多姿的LED發光二極管。通過調查與研究，整屆世界博覽會使用了10.3億粒LED芯片。夜晚景色照明整體設計的負責人指出，LED發光二極管讓世界博覽會被照亮。本文中將對LED發光二極管的特征以及在具體生活中的運用進行闡述。

一、LED的概念

LED即指發光二極管，是一類半導體發光元件。其將固體半導體芯片當成發光原料，基礎結構是一種發光的半導體原料，被堆放在裝備引線的支持架上，周圍使用環氧樹脂封存，從而保護內芯不受損傷。

發光二極管的核心元件是P型半導體與N型半導體構成的晶片，一側的P型半導體中空穴是核心部件；另一側的N型半導體通常是電子。在其中存在一類過渡層，叫作P-N結。當正向電流流經電線對晶片形成影響后，電子會被移動到P區域，在P區域內，電子與空穴重合，之后通過光子散發電能，這就是眾所周知的LED二極管的原理。

二、半導體發光二極管的特征

LED是半導體部件透過PN結完成光電互換，其具備以下特征：

1.穩定，節約能源，保護生態

發光二極管正向作業電壓不大，通常是1.5～3.0伏，作業電流是5～150毫安，所以作業沒有太大的風險。伴隨科技的日新月異，其逐漸取代了傳統的照明設備。當前，LED的光效已攀升到40lm/W，比日光燈高，比熒光燈稍微要小。目前運用的日光燈在運轉階段，會消耗大量的熱能，對環境氣溫的敏感度較強；而熒光燈中有對身體健康有負面影響的汞。而LED照明是節能的、環保的，因此沒有這方面的缺陷。

2.使用周期長，反應迅速

通常情況下，日光燈的使用周期大概是1000小時，熒光燈的使用周期是10000小時，LED的使用周期是2萬～10萬小時。通過對比，孰優孰劣一目了然。此外，LED發光反應迅速，其反應速率能夠用納秒來計算，熒光燈則通常是以毫秒來計算。

三、LED在各行業的運用

1.LED在屏顯行業的運用

為了讓LED應用更為便利，通常將LED排序為矩陣或筆段，設置為達標尺寸的LED模塊；或將2根或10數根LED封裝為1根LED集束管。其被當作一類象素，通過將LED模塊或集束管依照具體尺寸需求排序為矩陣，并配套專業的屏顯電路、直流穩壓設備、軟件、框架等，就完成了一部LED屏顯的安裝。

2.LED在背光源行業的運用

LED以計算機、移動設備等小尺寸液晶面板背光源領域完成了普及，利用手機界面、按鈕、閃光燈中的LED來照明變得極為普遍。伴隨科學技術的進步，移動設備的售價會降低，而一款移動設備平均要使用若干的表貼類LED，這表明移動設備市場需求量龐大。所以，LED在移動設備領域的運用效果一目了然。

另外，在筆記本背光源行業，LED也逐步替代了冷陰極管背光源，成為占據市場份額最多的產品。據可靠消息，通過檢測，使用LED取代傳統的冷陰極熒光設備，新的筆記本相較于以往的筆記本能夠節約電能接近50%，并且不存在對人身體有危害、對生態造成破壞的重金屬汞，而LED背光源商品的售價和CCFI背光模塊基本持平，是時下最流行的照明設備。

四、結束語

綜上所述，LED是一類新照明設備，近年來取得了一定的營銷成績。當然，其在運用層面依然有著技術缺陷，比如光通量不佳，散發的光與天然光依然有區別等。然而，這也無法否定LED照明科技革命帶來的影響。

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作者簡介：趙新麗（1982— ），女，山西定襄人，本科，講師，研究方向：控制工程。