LED的發展與未來創新

袁紅

【摘 要】LED是發光二極管（Light Emitting Diode，LED）的簡稱，也稱作為發光二極管，這種半導體組件發展以來一般是作為指示燈、顯示板，但隨著技術的發展，現已經能作為光源廣泛使用，其高亮度、低能耗、壽命長、啟動快，功率小、無頻閃、不容易產生視覺疲勞等優點，使其在現今社會中、家庭中開始廣泛應用。LED的應用越來越普遍，基于環保及節約能源需求，全球各國政府重視LED與節能產品帶來的經濟與節能效益，近幾年越來越多的投資人涌入LED行業中。本篇論文以LED產業為主軸，首先對LED的歷史和應用進行簡要介紹，然后系統分析LED產業目前的發展現狀以及發展趨勢，最后做出對LED未來創新的總結。

【關鍵詞】LED產業;發展現狀;未來創新

一、LED產業的發展歷史

（一）LED的誕生

20世紀70年代，LED主推的是數字與文字顯示技術，在許多商用設備中，LED顯示屏也逐漸受到來自其他顯示技術的激烈競爭，如液晶、等離子體和真空熒光管顯示器。這種競爭性激勵著LED制造商進一步拓展他們的產品類型，并積極尋求LED具有明顯競爭優勢的應用領域。此后，LED開始應用于文字點陣顯示器、背景圖案燈柵和條線圖陣列。數字顯示屏的尺寸和復雜度在不斷增長，從2位數字到3位甚至4位，從7段數字到能夠顯示復雜的文字與圖案組合的14段或16段陣列。目前，最亮的材料是透明基底AIInGaP。在1991年至2001年期間，材料技術、裸片尺寸和外形的進一步發展，使商用化LED的光通量提高了將近20倍。

（二）LED的應用

LED的高速發展，使其應用領域也是越來越廣，由最早用于電源指示燈發展到現在的建筑物外觀照明、景觀照明、各種室內、戶外顯示屏，汽車內部的儀表板、剎車燈、尾燈，電子手表，手機以及植物照明，只要是人們生活中所涉及到的照明場所都有LED照明產品的身影。

二、LED的發展現狀與未來創新

（一）LED的發展現狀

十年來中國照明產業快速成長，產業規模得到最大化擴張。自2009年起，中國政府針對LED照明產業陸續推出多項優惠措施，如MOCVD機購置補貼、研發金額補貼與抵減、投資設廠審批優惠等，吸引眾多廠商與實業家競相進入LED產業或LED應用產業，其近年的產業擴張幅度令亞洲既有的LED廠商備感威脅。國內光注冊的LED公司就多達7000多家，再加上一些沒有注冊的小作坊和一些躲在注冊公司后面的3-5人小工作團體，從事LED照明行業的企業可謂數不勝數。

（二）LED的未來創新

隨著技術日趨成熟和市場需求逐步啟動，LED產業將進入新一輪增長期，朝著更高光效、更低成本、更高可靠性和更廣泛應用方向發展，如智能照明，光通信技術等。2015年，智能照明在智慧城市和智能家居的雙驅動力推動下踏上了新的發展階段，企業推出的智能照明產品不再局限于調光調色，開始附加一些簡單的娛樂功能，更為突出的是照明企業在逐步接受跨界融入，通過跨界的交互合作，實現照明跟光源的結合，以及硬件和移動網的結合，實現真正人性化的智能照明。消費者性格喜好各式各樣，單一的功能是無法滿足的，產品的個性化設置無疑會是吸引消費者的一大亮點，根據用戶的個性喜好，智能照明產品能提供個性化的服務，這樣才有可能成為未來消費的主流產品。

在不遠的將來，智能照明不會僅僅作為一盞燈、一個開關而存在，它將會和家居連成一塊，成為一個家居系統，全方位的為用戶提供舒服的環境和服務，隨著整體智能家居、智慧城市的發展和物聯網的加入，智能一體化解決方案將不同智能單品連成一片智能的藍海。智能照明的本質是電子化和網絡化，不僅可以實現照明系統的智能控制，實現自動調節和情景照明的基本功能，同時也是互聯網的一個入口，從而衍生更多高附加值的服務，例如健康管理、地圖定位、商品導購與廣告等等。由此可預見，未來的LED產品除了顛覆傳統外觀，它必然還將引發一場有關智能照明的技術革命。因為目前市場上的LED燈成本偏高，單靠節能難以吸引消費者購買。但如果實現智能照明，具有成本低、簡單易用、靈活場景設置以及投資回報等優勢，消費者的購買意愿將大大增加。

通過光電與通信的跨界合作而衍生出來的光通信技術，正成為未來智慧生活的另一大研究方向?？梢姽馔ㄐ偶夹g，是利用熒光燈或發光二極管等發出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號來傳輸信息的，將高速因特網的電線裝置連接在照明裝置上，插入電源插頭即可使用。利用這種技術做成的系統能夠覆蓋室內燈光達到的范圍，電腦不需要電線連接，因而具有廣泛的開發前景。與目前使用的無線局域網（無線LAN）相比，“可見光通信”系統可利用室內照明設備代替無線LAN局域網基站發射信號，其通信速度可達每秒數十兆至數百兆，未來傳輸速度還可能超過光纖通信。利用專用的、能夠接發信號功能的電腦以及移動信息終端，只要在室內燈光照到的地方，就可以長時間下載和上傳高清晰畫像和動畫等數據。該系統還具有安全性高的特點。用窗簾遮住光線，信息就不會外泄至室外，同時使用多臺電腦也不會影響通信速度。對電磁信號敏感的醫院等部門也可以自由使用該系統。

圖一 室內無線光通信示意圖

此外，LED照明技術在植物種植領域也十分具有優勢，因為LED是具有低發熱特性的冷光源，體積結構緊密，可以近距離照射植物，提高植物栽培的空間利用率，而且還能提高植物抗病蟲害的能力，因此近年來用LED照明來培育植物或農作物的方式受到廣大農場的青睞。

隨著智能照明發展漸趨成熟，圍繞人的體驗的智能化研究將成為主流，以人的行為、視覺功效、視覺生理心理研究為基礎，開發更具有科學含量的、以人為本的高效、舒適、健康的智能化照明。智能技術與照明的結合使照明更進一步地滿足不同個體、不同層次群體的照明需求，是使照明從滿足一般人的需求到滿足個體、個性需求的必不可少的技術手段，這也應該是智能照明的發展方向。

三、結束語

隨著眾多照明企業積極布局智能照明領域，行業掀起對智能照明話題的大討論。然而，真正的智能照明是什么？未來智能照明將如何發展？目前，智能照明尚無定論。但行業對智能照明前景和趨勢的認同毋庸置疑。因此國內照明行業應該敲響警鐘，智能轉型已成大勢所趨，行業破局迫在眉睫。

【參考文獻】

[1] 趙清泉，夏曉玲，半導體發光二極管的應用及其前景[J]，大眾科技，2005。

[2] 毛興武，新一代綠色光源LED及其應用技術[M]，人民郵電出版社，2008年。

[3] 諸昌鈴，LED顯示屏系統原理及工程技術[M]，電子科技大學出版社，2000。

[4] 金海，余麗華，光源色溫和顯色性對室內光環境的影響[J]，照明工程學報，2000。

[5] 陳國義，我國LED舞臺燈現狀及相關思考[J]，演藝科技，2010。