來源：http://www.wxmfy.cn/ 作者：武漢科銳芯電子科技有限公司
進(jìn)入能源高消耗時(shí)代，人們開始對Light-Emitting Diode(發(fā)光二極管，簡稱LED)這一長串復(fù)雜難解的英文單詞投以新奇和注意的眼光。這才發(fā)現(xiàn)，LED其實(shí)早已潛入到我們身邊，改變著我們的生活。
對于普通百姓來說，他們可能連LED到底是什么都不知道。
在人們的頭腦之中，電燈不過是在一個(gè)普通的密封玻璃外殼里面嵌上熔點(diǎn)高、亮度大的金屬絲，對于復(fù)雜一些的霓虹燈，也只是多了一些惰性氣體而已。這些偉大的傳統(tǒng)發(fā)明在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)給人們帶來光明的快樂和高效率的生活，他們對這種光源是如此的習(xí)以為常，以至于常常忽略其存在，就像人們知道太陽每天都會從同一方向升起，不必?fù)?dān)心它會曠工一樣。而LED就沒有這么幸運(yùn)了，人們同樣對其視而不見，卻是因?yàn)閷λ^陌生。
進(jìn)入能源高消耗時(shí)代，人們不得不調(diào)整一下懶惰的思維，一方面要面對和適應(yīng)能源緊缺這樣日益嚴(yán)峻的事實(shí)，另一方面開始積極去尋找新的替代型能源，并努力建立一種更加節(jié)約和潔凈的生活方式。于是，人們開始對Light-Emitting Diode(發(fā)光二極管，簡稱LED)這一長串復(fù)雜難解的英文單詞投以新奇和注意的眼光，這才發(fā)現(xiàn)，LED其實(shí)早已經(jīng)潛入進(jìn)來，就在我們身邊，展開了一系列讓人意想不到的應(yīng)用。
一句話，我們早已生活在LED的包圍之中。
百年老街的啟示
武漢是我國中部主要經(jīng)濟(jì)和旅游城市之一，宜人的氣候、秀麗的風(fēng)景和文明高素質(zhì)的城市居民風(fēng)貌，讓她在中國的城市中享有獨(dú)特的美譽(yù)。作為中華十大名街之一，武漢江漢路是武漢最具歷史、最具文化氣息、最知名的一級商圈。在這條街上聚集了電影院、百貨商店、購物中心、餐飲店、文化場所等，是武漢百年繁榮的知名老商業(yè)街。但是，近幾年來形成的大型商圈搶盡江漢路的風(fēng)光，再加上消費(fèi)群體的轉(zhuǎn)變，江漢路逐漸失去了城市商業(yè)中心地位。和別的商圈相比，江漢路只剩下惟一無法復(fù)制和無可替代的濃郁的人文積淀，在日益冷清中慢慢的破敗下去。
近年開始，城市的管理者開始了挽救江漢路的改造，把這條商業(yè)街改成步行街以強(qiáng)化其商業(yè)功能的同時(shí)，在江漢路裝上了夜景工程，按照他們的話來講，是想以此來“激活”整條百年老街。2005年9月6日，市民紛紛駐足在老街街口，目睹了彩燈齊齊打亮的璀璨景象。
改造的部分是百年老街的中心一段，長750米，總投資八百多萬元。街上的每一棟建筑都用LED彩燈勾勒出各自的輪廓。根據(jù)每棟建筑不同的風(fēng)格和雕塑圖案，設(shè)計(jì)者采取不同的方案進(jìn)行墻面射燈的色彩搭配、標(biāo)示(廣告牌)裝飾以及特殊圖案變化設(shè)計(jì)等。 此項(xiàng)工程的總設(shè)計(jì)師說，“LED是可以做出很多變化的，比如動物系列、花卉系列、宮燈系列、甚至現(xiàn)代派抽象系列，最后一個(gè)是我們在這方面的一個(gè)創(chuàng)新，在接下來要進(jìn)行照明改造的三條街中，將大量使用。設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們會盡量考慮到把這種高科技的發(fā)明與中國的傳統(tǒng)和文化相結(jié)合，體現(xiàn)出民族特色來，江漢路經(jīng)過這樣一改造，人流量比以前大大增加了，以后的發(fā)展?jié)摿σ彩呛艽蟮摹?/font>”
景觀燈是LED材料在照明領(lǐng)域一個(gè)最重要的應(yīng)用之一，因?yàn)樵谕鹊陌l(fā)光效率條件下，它需要的電能只是普通白熾燈的十分之一，和一些大功率的射燈、氣體燈相比，能源節(jié)約效果更加明顯；另一方面，由于LED是硬性的半導(dǎo)體發(fā)光材料，不僅使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于普通的照明燈泡，而且受周圍的環(huán)境影響微乎其微。最重要的，LED景觀燈可以進(jìn)行電腦程序控制，從而更加富于變化，圖案生動流暢，色彩變化萬千。易于對不同的建筑情況采用不同的設(shè)計(jì)方案。在江漢路上，西式風(fēng)格的建筑配以風(fēng)格華麗的燈飾，像流水一樣的五色燈光從高高的穹頂上傾瀉下來，巍峨的羅馬柱用高亮度的大面積數(shù)碼管的顏色轉(zhuǎn)換來體現(xiàn)力學(xué)上的升騰感，巴黎春天百貨正面墻面強(qiáng)烈的紫色和相對密集的線條營造的時(shí)尚和奢華等；而對于那些有著中國民族特色或墻面相對平滑的建筑，則用柔性的彩虹管來突出其富于變化的輪廓曲線和輕盈高雅的形態(tài)，一個(gè)大大的紅色中國結(jié)高高地懸掛在一棟建筑的整個(gè)側(cè)面墻上，給人以強(qiáng)烈的視覺沖擊感，復(fù)雜的編織紋路卻清晰可見、細(xì)致流暢，栩栩如生，這是普通的霓虹燈管很難做到的……
一度破舊的老街又換上了年輕的容顏，變化的光影之下，游人如織。人流量變大了，旅游收入增加了，投資的生意人也紛紛看到了新的機(jī)會。目前，整個(gè)武漢市正在籌劃第二期夜景改造工程，目標(biāo)是一些重點(diǎn)街道和區(qū)域，從點(diǎn)到線，最后完成武漢市的全面LED改造。明年春天再來到武漢，你就會發(fā)現(xiàn)那里將成為一個(gè)更加美麗的燈光小島。
無處不在的LED應(yīng)用
目前來看，LED畢竟是一種新的材料和技術(shù)，掌握核心發(fā)光芯片制造技術(shù)的只有美國和日本少數(shù)幾個(gè)國家，高昂的價(jià)格讓LED進(jìn)入家庭照明還需一定時(shí)日，但這不能否定LED極其廣闊的發(fā)展前景。世界上主要國家紛紛制定自己的LED發(fā)展戰(zhàn)略和照明工程計(jì)劃，美國計(jì)劃在2010年實(shí)現(xiàn)全國50%以上的照明要采用LED。
不僅如此，由于其本身具有的優(yōu)良特性，LED光源在很多領(lǐng)域具有著其他光源無法替代的優(yōu)勢。而且，就在我們不經(jīng)意中，LED早已悄悄占據(jù)了很多應(yīng)用領(lǐng)域，它離我們其實(shí)一直都很近。例如，LED最早應(yīng)用是指示燈，因?yàn)槠浜碾娏啃 ⒘炼确�(wěn)定、使用壽命長，常常被用于電子儀器上或其他機(jī)械上的指示燈，像電腦開關(guān)、電視機(jī)遙控器上的小小的指示燈都是用LED材料制成。僅從這一點(diǎn)上看來，LED就可以說是無處不在的。
據(jù)了解“2010年，全球LED市場將達(dá)到500億美元，中國是600億人民幣，從去年的125億人民幣和今年預(yù)計(jì)的250億人民幣產(chǎn)值，可以看出，中國的LED事業(yè)正處于穩(wěn)步增長的過程中。但是和世界LED產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)相比，我們在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)能和技術(shù)上都還處于一個(gè)比較下游的階段，例如中國大陸現(xiàn)在每年的產(chǎn)值約15億美元，不到臺灣(2004年30億美元)的一半，比不上日本日亞化工一個(gè)企業(yè)(2004年20億美金)。”
即使這樣，我們的市場空間還是很大的。“LED照明產(chǎn)品的應(yīng)用可以說是五花八門，只要有光的地方都可以用LED。最大的市場就是照明燈，如果把上千億的照明燈都用LED代替的話，這個(gè)市場的空間是不可估量的。”目前LED應(yīng)用比較大的幾個(gè)領(lǐng)域是顯示屏、背光源和景觀燈。
如果您到過美國時(shí)代廣場，你一定會注意到那塊巨大的納斯達(dá)克全彩屏，那就是LED技術(shù)的杰作。90年代初,電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展,使得LED顯示屏的視頻技術(shù)得以實(shí)現(xiàn),電視圖像直接上屏,特別是90年代中期,InGaN藍(lán)色和綠色超高亮度LED研制成功并迅速投產(chǎn),使室外屏的應(yīng)用大大擴(kuò)展,面積在100—300平方米不等.目前LED顯示屏在體育場館、廣場、會場甚至街道、商場都已廣泛應(yīng)用。
另外因其體積小，質(zhì)量穩(wěn)定，顏色鮮明，溫度變化不大等特質(zhì)，是作為手機(jī)液晶顯示屏背光源的最佳選擇。不僅僅是手機(jī)，我們使用的照相機(jī)、攝像機(jī)、手提電腦和兒童玩具的背光源都已經(jīng)用LED來做，甚至女士用的化妝鏡，鏡子側(cè)面安裝上LED光源，這樣在晚上或光線很暗的地方都可以用。奧迪轎車?yán)锏娘@示屏，顏色純正，看起來非常清晰、鮮艷，也是用LED做的背光源。
由于發(fā)光二極管亮度的提高和價(jià)格的下降,再加上長壽命、節(jié)電,驅(qū)動和控制較霓虹燈簡易,不僅能閃爍,還能變色,所以用超高亮度LED做成的單色、多色乃至變色的發(fā)光柱配以其他形狀的各色發(fā)光單元,裝飾高大建筑物、橋梁、街道及廣場等景觀，目前LED燈飾和景觀燈生產(chǎn)正在逐步形成一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。“到了2008年奧運(yùn)會期間，我國最大的LED市場就是景觀燈市場。”
在交通方面，我們每天走路看見的紅綠燈，可能您根本不會想到，這些燈大部分是由LED制成的，這個(gè)應(yīng)用占到整個(gè)LED市場的10%。選擇這種材料是因?yàn)長ED不僅亮度高，而且光色純度好，不容易被空氣吸收，所以非常鮮明，易于識別，甚至越來越多的機(jī)場也采用這種材料來做標(biāo)燈、投光燈等專用信號燈。1995年開始，廣大的汽車廠商紛紛采用這種耐震動、省電、反應(yīng)速度快的光源來做成汽車的剎車燈、尾燈和方向燈，也可以用于儀表照明和車內(nèi)照明。據(jù)Lumileds公司稱,已有1500萬輛汽車用上了他們的LED產(chǎn)品。
采用LED不僅有經(jīng)濟(jì)上的重要意義，還可以用在許多特定的領(lǐng)域，：“醫(yī)學(xué)上可以用LED制成醫(yī)用燈，日本已經(jīng)用LED燈來促進(jìn)農(nóng)作物生長，還可以用紫外LED進(jìn)行消毒和空氣凈化。由于其安全可靠，用LED做成的礦燈，沒有火花，不會引起瓦斯爆炸，大大提高了井下作業(yè)的安全性，另外，由于其非常省電，所以工人再也不用整天背著又大又重電源工作了，這都是很有意義的。”
高科技成就絢爛生活
很明顯，LED照明已經(jīng)成為一次照明領(lǐng)域內(nèi)的革命，不難想象，這次革命將極大地改善人類的生存環(huán)境和生活方式，緩解日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)。從這場革命中，我們再一次看到了科技創(chuàng)新對產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)所具有的巨大的推動力。
就LED材料的發(fā)現(xiàn)這一物理學(xué)上的重要事件本身來講，自從GaAsPLED(加磷砷化鎵LED)開始,連續(xù)不斷的科研成果使LED的發(fā)光效率(lm/W)提高的速度達(dá)到每10年提高10倍,30年竟提高了1000多倍,導(dǎo)致今日的LED比之通用光源白熾燈甚至鹵素?zé)艟哂懈叩男剩攀沟媚壳癓ED全面替代傳統(tǒng)光源成為可能，也使全世界的能源事業(yè)獲得了重大的喘息機(jī)會。
不僅如此，我們還應(yīng)該看到LED相關(guān)產(chǎn)業(yè)從一開始就跟計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，以LED顯示屏為例，它采用了顯示緩沖區(qū)硬件搬移的數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了顯示器和LED顯示屏的同步顯示。LED大屏對應(yīng)于計(jì)算機(jī)顯示器的不同顏色、灰度、分辨率，可顯示出各級灰度，分辨率的圖形，大大的提高LED顯示屏的可觀賞性，同時(shí)由于此系統(tǒng)是純硬件控制，不需要特殊的軟件平臺，客戶只需對顯示器(顯示緩存)的特定地方編程顯示，就可以在大屏上得到相同的畫面，這樣就大大拓展了LED顯示屏的適用場所，更方便了用戶的使用。在燈飾設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)和IC設(shè)計(jì)也起到越來越關(guān)鍵的作用，武漢市某酒店的整個(gè)樓體夜景裝飾是這方面的一個(gè)范例，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望過去，整個(gè)樓的正面就像個(gè)巨大的顯示屏(景觀燈和顯示屏在燈芯排列和后臺管理上有著本質(zhì)的不同)，事先通過電腦設(shè)計(jì)的畫面播放程序被制成單片機(jī)，來對整個(gè)燈飾系統(tǒng)進(jìn)行控制，各種線條、圖案和文字都可以得到清晰的顯示，圖案都是動態(tài)的，類似于動畫的效果，顯示的速度和前后銜接都可以用程序來設(shè)定和更改，整個(gè)系統(tǒng)可以表現(xiàn)任何設(shè)計(jì)方案，甚至可以對電腦的設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的表現(xiàn)，不受燈具本身的限制。這些燈具大多為像素管，一個(gè)小小的管芯可以集成8至16位的像素點(diǎn)。
關(guān)于LED照明，不得不提的是它和太陽能技術(shù)之間的完美結(jié)合。“太陽能是LED照明的最佳伙伴”，由于采用了完全不同常規(guī)的新材料、新工藝，在相同亮度的條件下太陽電池和蓄電池容量將減少40%，光源壽命增加10倍，可靠性提高5倍，系統(tǒng)成本降低40%以上，這是對太陽能照明系統(tǒng)的一種突破。使用太陽能LED燈具有極高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。它可以免維護(hù)、節(jié)省能源和利于環(huán)保，同時(shí)具有高度的可靠性，可以為交通安全提供最佳保障。對于機(jī)場滑道邊緣的永久照明、使用強(qiáng)度較高的路燈、庭院燈等，太陽能LED燈具可以大大降低能源成本、維修成本和環(huán)境污染成本。并且在道路交通方面避免了因人為或自然原因斷電而造成的交通隱患，因?yàn)樘柲茈姵嘏cLED燈具之間是由光控開關(guān)來控制的，不需要電纜連接和人為控制。
LED還有許多讓人意想不到的妙處，大到景觀照明、戶外大屏幕，小到玩具、手電筒、圣誕燈，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，LED技術(shù)的應(yīng)用將在更深更廣的范圍內(nèi)全面展開，并不斷的帶動其他如光通信、汽車、廣告、室內(nèi)裝潢等行業(yè)的快速發(fā)展，面對龐大的市場，相信也會有更多的應(yīng)用廠商樂于提供豐富的應(yīng)用產(chǎn)品，從而提高人們的生活質(zhì)量。
LED正在迅速照亮每個(gè)人的居室，從而改變我們的生活。
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