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通用照明之外LED还有哪些出路

2018年11月28日 16:52 次阅读

LED自问世以来,以其能耗低、体积小、寿命长、无污染、响应快、驱动电压低、抗震性强、色彩纯度高等优点,迅速在照明市场得以推广,被誉为新一代照明光源及绿色光源。而近年来通用照明市场渐趋饱和,在通用照明之外,LED还有哪些出路?

百花齐放的LED市场

LED刚问世的时候,由于功率不够、颜色不足,只在告示牌、交通灯等场景有所应用。随着技术进步,LED在背光显示上的应用使得LED显示的市场呈现爆发式增长,白光LED的出现也打开了通用照明市场。经过多年耕耘发展,这些领域趋向饱和,汽车照明、闪光灯、医疗等特殊照明也逐渐走进大众视野,成为LED领域的新方向,LED照明市场呈现出百花齐放的局面。

通用照明之外LED还有哪些出路

香港科技大学深圳研究院教授 李世玮

除了照明以外,LED在许多非照明领域也大有可为。在11月13日举办的“OFweek(第十五届)中国LED照明产业发展高峰论坛”上,香港科技大学深圳研究院李世玮教授介绍了LED在非照明领域的技术趋势。李世玮教授认为,与人类视觉无关的应用领域都属于非照明应用。包括植物照明、可见光通讯(VLC)及不可见波段的应用等。其中,植物照明除了农业和园艺应用外,还可扩展到畜牧业、水产业等。而VLC技术则凭借安全、经济、保密等特性,可在一定程度上与WIFI形成互补,也可与照明应用相结合,拓展到其他应用场景,如环境监测等。

对非照明应用而言,不可见光的前景和应用范围无疑更为广阔。那么红外LED、紫外LED又有哪些应用呢?

IR/UV LED的应用

据李世玮教授介绍,IR/UV LED的应用早已存在,但其市场化仍处在初步探索阶段,仍是一个蓝海市场,距离大规模量产、距离行业爆发的拐点还早得很,在技术方面也有很大的提升空间。

他认为,目前的IR LED大部分用于军队及其他特殊领域,但未来将推广到民间。而IR LED的未来将锁定在便携式产品上,可用于夜间视觉、瞳孔识别、心跳检测、化妆美容及生物医药等方面。相比之下,UV LED则更多将用在工业领域,从市场规模而言将比IR LED大得多。

紫外光的波长范围是200nm-400nm,而这些不同波长的紫外光应用场景也各不相同,因此又分为UVA(320nm-400nm)、UVB(280nm-320nm)和UVC(200nm-280nm)三类。UVA主要用于高分子固化,例如印刷的墨水速干、指甲油秒干、3D打印的快速固化等。UVB则主要应用在生物医疗方面,例如皮肤病治疗等。而UVC则主要用于气体、流体的消毒。

科研现状及研发难点

在LED的科研方面,国内外高校、研究所侧重点不同。国际的研究方向偏重于新材料,国内则更侧重于LED封装。对于国内LED的发展,李世玮教授认为最关键的是心态问题。从材料开发,到封装结构,到制程优化,是一个漫长的研究、不断投入的过程,并非朝夕可就。做研究必须先找准位置,沉下心来,慢慢前进。

LED从可见光波段向不可见波段发展,并不仅仅是换一个芯片的事情。以UV LED为例,与可见光LED相比,UV LED的研发有三大难题,分别是外延生长设备、芯片材料、LED封装。UV LED对MOCVD的均匀性、温度承受等有更高的要求,可见光LED的外延生长条件并不适用。以往的蓝光LED采用氮化镓或铟镓氮做基底,而UV LED则需要采用铝镓氮做基底,二者的晶格缺陷、适配情况均不相同,需要重新进行研究。而封装体系也与传统的封装大不相同,也需要重新研究开发。

目前,李世玮教授的课题组已实现了UVA LED封装材料与结构的开发。他介绍说,以往的观念认为银是最好的反射层材料,但对紫外波段而言,铝比银的效果好得多。铝对不同波长的反射率相对恒定,经过热老化处理后依然稳定,而银的反射率则会随波长变化而变化,经热老化处理后也无法保持稳定。为保证工业设计上的稳定,他的课题组选择银做反射层,取得良好的效果。此外,280nm以下的UVC,其封装形式基本上都是金属或者陶瓷,不仅价格较为昂贵,体积也较大。而如何用塑料封装来取代传统封装,是一个值得研究的方向。

需要科学家,更需要工程师

目前我国的光电人才紧缺,市场需求旺盛,而各高校则承载着培养人才的重任。李世玮教授认为,当前的光电行业大量缺乏技术类的人才,高校在培养人才方面应该注重让学生“学以致用”。现在不少学生学完就丢,考完就忘,这跟学校与产业的脱节不无关系。为此,李教授介绍了香港科技大学的理念。

港科大也非常重视与企业合作,产研结合。港科大提倡教授多参与产业项目,例如与华为、洲明科技、瑞丰光电等企业合作,一方面为企业提供支持,一方面也借助企业增进学生对产业的了解,让学生在毕业之后能更快融入企业的梯队里。在教授招聘方面,也更倾向于聘用有几年行业经验的教授,这样的教授不论是平时教学,还是指导学生,都能传递一些产业内的相关知识,这对学生培养和产业发展都有好处。当然学校也有专门做高精尖的团队,这些团队的目标在科研,对工学院来说,则更注重学以致用。

此外,港科大的很多学科布局并不是朝着精深的方向,而是往广博的方向布局。大量交叉学科的设立,除了教学生专业领域的知识外,还能拓展到周边的相关领域。港科大的博士论文答辩里有一项评估指标,除了论文涉及的内容外,对同一个大的领域下涉及的其他相关领域是否足够了解。

香港科技大学深圳研究院

李世玮教授总结说:“在纯科研领域需要非常专一、非常深厚的专业积累,这部分属于创造知识的、在金字塔顶层的人。但这只能是一小部分人,一小部分极度聪明、天赋极高的人。而金字塔中下层的人比例比塔尖高得多,他们要做的是把知识转移和应用。对这部分人而言,掌握基础专业知识之后,就应该往广博、能解决问题的方向去发展。”

LED照明路在何方

在过去的十年中,LED的基本思路是置换,只是把传统的光源置换成LED的光源,这使得LED的很多特性没有体现出来。未来随着建筑设计的升级,将会有越来越多的专门按照LED尺寸规格来设计的光源出现,隐藏式的,或平板灯式的,而不再是传统灯座的设计。

LED有体积小、耗电小、反应灵敏的特点,这些特点还有着许多待开发的应用场景,这方面的市场空间非常宽广。尽管目前置换市场还很大,但利润空间已经很低,也很难提高产品的附加值。对LED行业的从业者而言,应该尽量发挥想象力,结合LED的特性去开发新的应用场景,去寻找能体现LED优点的刀口,打开LED的下一扇应用大门。

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'46A,'47A和'LS47具有低电平有效输出,专为直接驱动,共阳极LED或白炽指示灯而设计。 '48,'LS48和'LS49具有高电平有效输出,用于驱动灯缓冲器或共阴极LED。除'LS49之外的所有电路都具有完整的纹波消隐输入/输出控制和灯测试输入。 'LS49电路采用直接消隐输入。段识别和结果显示如下所示。 BCD输入计数大于9的显示模式是用于验证输入条件的唯一符号。 '46A,'47A,'48,'LS47和'LS48电路包含自动前沿和/或后沿零-blanking控制(RBI \和RBO \)。当BI \ /RBO \节点处于高电平时,可以在任何时间执行这些类型的灯测试(LT \)。所有类型(包括'49和'LS49)都包含一个重写消隐输入(BI \),可用于通过脉冲或抑制输出来控制灯的强度。输入和输出完全兼容,可与TTL逻辑输出一起使用。 SN54246 /SN74246和'247以及SN54LS247 /SN74LS247和'LS248组成6和9尾部,旨在为设计人员提供两种指示字体之间的选择。 特性 '46A,'47A,'LS47功能 ...

发表于 2018-09-06 16:51 8次阅读
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