LED發(fā)展的腳步

圖7：Lumex公司的QuasarBrite紫外線LED的使用壽命超過5萬小時(shí)，可用于殺菌、工業(yè)控制和辨析應(yīng)用。

有機(jī)LED(OLED)似乎有著很好的發(fā)展前景。2009年12月，DisplaySearch公司在其OLED出貨與預(yù)測季報(bào)中指出，2009年第3季度全球OLED收入打破了上次記錄，達(dá)到了2.52億美元，上升了31%。

OLED在陽極和陰極之間使用一層有機(jī)化合物作為光源。根據(jù)具體的配置，光線可以從器件的頂部或底部發(fā)出，這是由一個(gè)透明電極實(shí)現(xiàn)的。

目前有三種OLED：透明(TOLED)、堆疊(SOLED)和反向(IOLED)。TOLED依賴于器件兩側(cè)的透明電極，因此它們可以從器件頂部或底部發(fā)射光線。SOLED將紅色、綠色和藍(lán)色堆疊在一起，可以實(shí)現(xiàn)全彩顯示器。IOLED使用了一個(gè)與薄膜晶體管(TFT)底板相連的底部陰極，可以用來實(shí)現(xiàn)有源矩陣OLED(AMOLED)顯示器。

由于OLED優(yōu)于傳統(tǒng)LCD，所以正被越來越多地應(yīng)用于許多顯示設(shè)備。例如，OLED不需要背光，因此顯示器面板可以更輕、更薄。另外，OLED顯示器可以將像素完全關(guān)閉，從而顯示真正的深黑色。索尼公司的XEL-1據(jù)稱是業(yè)界首臺OLED電視機(jī)(圖8)，面板厚度僅3mm，對比度高達(dá)1百萬比1。

上述LED只是市場上眾多LED中的很少一部分，還有很多其它品種。描述正確的LED類型的特性非常容易，但當(dāng)你必須在給定拓?fù)渲羞x擇正確的LED時(shí)，還是需要一定的技巧。

一些通用指南適用于圍繞LED做的大多數(shù)設(shè)計(jì)。OSRAM公司固態(tài)照明業(yè)務(wù)部門工程技術(shù)經(jīng)理Rob Harrison的觀點(diǎn)非常具有代表性，他認(rèn)為首要任務(wù)是對應(yīng)用要求的完全理解。由于LED品種十分豐富，設(shè)計(jì)師必須確定一些關(guān)鍵參數(shù)的范圍，包括電壓、電流、功耗、散熱、熱阻、顏色、色溫、顏色敏感度、亮度、環(huán)境條件、封裝和壽命等。“要準(zhǔn)備好將你的選擇范圍從數(shù)百種LED削減到約10種或更少。”Harrison指出。同時(shí)他還認(rèn)為熱阻是最關(guān)鍵的因素。顯然，發(fā)熱量不僅影響總體設(shè)計(jì)性能，而且影響LED的使用壽命。

除了要針對散熱進(jìn)行精心的系統(tǒng)設(shè)計(jì)外，能效也是一個(gè)需要優(yōu)先考慮的對象。越來越多的設(shè)計(jì)需要滿足包括能源之星在內(nèi)的許多能效標(biāo)準(zhǔn)。由于對環(huán)境問題越來越重視，在不遠(yuǎn)的將來產(chǎn)品能效問題將愈加突出。

一家全球性家用電器制造商希望Lumex公司能夠幫助他們替換掉用于照明自動售冰售水機(jī)內(nèi)室的白熾燈。這種應(yīng)用要求更高的光線強(qiáng)度、平均的光線分布和更高的效率，以達(dá)到更好的節(jié)能效果。

這家制造商希望使用大功率、具有冷白色色溫的1W LED，光線必須照亮活動槳、出水機(jī)和出冰機(jī)，最好具有相同的光線強(qiáng)度和顏色，另外照明模塊必須方便現(xiàn)場更換。

針對散熱第一的Harrison觀點(diǎn)，Lumex設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，大功率LED將形成諸多挑戰(zhàn)，特別是熱量管理、更短的壽命和不均勻的光線分布等。

作為替代方案，Lumex開發(fā)了一種集成有印制板(PCB)的小型澆鑄模塊，印制板上安裝有三個(gè)低功耗的5mm白色LED(圖9)，并且在一個(gè)線組件末端安裝有一個(gè)快速斷開的雙腳連接器。這些LED的顏色和亮度是匹配的，每個(gè)LED都有相同的2,700K冷色溫。這種方案額外允許光線照射到內(nèi)室的確切位置。

據(jù)Lumex公司介紹，通過用具有10年使用壽命的LED代替白熾燈，這種解決方案有效的降低了服務(wù)成本。另外，能源成本也有顯著降低，因?yàn)樗肔ED模塊的功耗比傳統(tǒng)解決方案要低。這種方案符合最初使用1W LED的概念，驅(qū)動三個(gè)工作電流為18mA的LED，相當(dāng)于使用一個(gè)1W的器件。

不管會遇到什么樣的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，人們總有戰(zhàn)勝之道——或者至少在某處已有籌劃。例如，Bayer MaterialScience公司最近披露了一種獨(dú)特的光散射技術(shù)，能夠隱藏LED熱點(diǎn)，同時(shí)發(fā)出更強(qiáng)的光線。

這家公司的方案可以在最少反射情況下形成柔和的LED光線效果，能以平常無法企及的發(fā)光強(qiáng)度發(fā)出半透明的白光。這種技術(shù)幾乎能無限自由地實(shí)現(xiàn)光散射器封裝和廣泛的顏色，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的完美定制。

“對配色師來說這是一個(gè)令人激動的時(shí)代，因?yàn)槲覀兡軌蛳虍a(chǎn)品設(shè)計(jì)師和OEM廠商提供滿足他們特殊需求的設(shè)計(jì)解決方案?！?Bayer materialScience公司資深化學(xué)專家Terry Bush表示。

為使用這種技術(shù)創(chuàng)建獨(dú)特的散射器封裝，設(shè)計(jì)師可以選擇適合他們特定應(yīng)用要求的Makrolon聚碳酸酯樹脂產(chǎn)品。“基礎(chǔ)樹脂越好，散射器封裝的總體性能就越高?！盉ayer materialScience公司電氣/電子聚碳酸酯IT市場部門領(lǐng)導(dǎo)Gerald DiBattista表示。

可用的樹脂包括針對室內(nèi)和室外應(yīng)用的Makrolon LED2643，所含材料可以抵抗紫外光線、水淋和沉浸。Makrolon FR7087也許是首個(gè)滿足UL 94 5VA額定燃燒等級要求的清晰聚碳酸酯，適用于透鏡和蓋子。Makrolon 6717是一種阻燃級樹脂，支持?jǐn)D壓式應(yīng)用，如光條和光導(dǎo)等。Makrolon 3103是一種高粘度、抗紫外線的聚碳酸酯，適合包括汽車和消費(fèi)電子在內(nèi)的許多應(yīng)用。

基于總有設(shè)計(jì)解決方案推出這個(gè)事實(shí)，DiBattista重申：“不管最終是哪種照明應(yīng)用，總有能夠滿足應(yīng)用需求的合適解決方案?！?/P>