LED发展的脚步

图7：Lumex公司的QuasarBrite紫外线LED的使用寿命超过5万小时，可用于杀菌、工业控制和辨析应用。

有机LED(OLED)似乎有着很好的发展前景。2009年12月，DisplaySearch公司在其OLED出货与预测季报中指出，2009年第3季度全球OLED收入打破了上次记录，达到了2.52亿美元，上升了31%。

OLED在阳极和阴极之间使用一层有机化合物作为光源。根据具体的配置，光线可以从器件的顶部或底部发出，这是由一个透明电极实现的。

目前有三种OLED：透明(TOLED)、堆叠(SOLED)和反向(IOLED)。TOLED依赖于器件两侧的透明电极，因此它们可以从器件顶部或底部发射光线。SOLED将红色、绿色和蓝色堆叠在一起，可以实现全彩显示器。IOLED使用了一个与薄膜晶体管(TFT)底板相连的底部阴极，可以用来实现有源矩阵OLED(AMOLED)显示器。

由于OLED优于传统LCD，所以正被越来越多地应用于许多显示设备。例如，OLED不需要背光，因此显示器面板可以更轻、更薄。另外，OLED显示器可以将像素完全关闭，从而显示真正的深黑色。索尼公司的XEL-1据称是业界首台OLED电视机(图8)，面板厚度仅3mm，对比度高达1百万比1。

上述LED只是市场上众多LED中的很少一部分，还有很多其它品种。描述正确的LED类型的特性非常容易，但当你必须在给定拓扑中选择正确的LED时，还是需要一定的技巧。

一些通用指南适用于围绕LED做的大多数设计。OSRAM公司固态照明业务部门工程技术经理Rob Harrison的观点非常具有代表性，他认为首要任务是对应用要求的完全理解。由于LED品种十分丰富，设计师必须确定一些关键参数的范围，包括电压、电流、功耗、散热、热阻、颜色、色温、颜色敏感度、亮度、环境条件、封装和寿命等。“要准备好将你的选择范围从数百种LED削减到约10种或更少。”Harrison指出。同时他还认为热阻是最关键的因素。显然，发热量不仅影响总体设计性能，而且影响LED的使用寿命。

除了要针对散热进行精心的系统设计外，能效也是一个需要优先考虑的对象。越来越多的设计需要满足包括能源之星在内的许多能效标准。由于对环境问题越来越重视，在不远的将来产品能效问题将愈加突出。

一家全球性家用电器制造商希望Lumex公司能够帮助他们替换掉用于照明自动售冰售水机内室的白炽灯。这种应用要求更高的光线强度、平均的光线分布和更高的效率，以达到更好的节能效果。

这家制造商希望使用大功率、具有冷白色色温的1W LED，光线必须照亮活动桨、出水机和出冰机，最好具有相同的光线强度和颜色，另外照明模块必须方便现场更换。

针对散热第一的Harrison观点，Lumex设计团队认为，大功率LED将形成诸多挑战，特别是热量管理、更短的寿命和不均匀的光线分布等。

作为替代方案，Lumex开发了一种集成有印制板(PCB)的小型浇铸模块，印制板上安装有三个低功耗的5mm白色LED(图9)，并且在一个线组件末端安装有一个快速断开的双脚连接器。这些LED的颜色和亮度是匹配的，每个LED都有相同的2,700K冷色温。这种方案额外允许光线照射到内室的确切位置。

据Lumex公司介绍，通过用具有10年使用寿命的LED代替白炽灯，这种解决方案有效的降低了服务成本。另外，能源成本也有显著降低，因为所用LED模块的功耗比传统解决方案要低。这种方案符合最初使用1W LED的概念，驱动三个工作电流为18mA的LED，相当于使用一个1W的器件。

不管会遇到什么样的设计挑战，人们总有战胜之道——或者至少在某处已有筹划。例如，Bayer MaterialScience公司最近披露了一种独特的光散射技术，能够隐藏LED热点，同时发出更强的光线。

这家公司的方案可以在最少反射情况下形成柔和的LED光线效果，能以平常无法企及的发光强度发出半透明的白光。这种技术几乎能无限自由地实现光散射器封装和广泛的颜色，从而实现应用的完美定制。

“对配色师来说这是一个令人激动的时代，因为我们能够向产品设计师和OEM厂商提供满足他们特殊需求的设计解决方案。” Bayer materialScience公司资深化学专家Terry Bush表示。

为使用这种技术创建独特的散射器封装，设计师可以选择适合他们特定应用要求的Makrolon聚碳酸酯树脂产品。“基础树脂越好，散射器封装的总体性能就越高。”Bayer materialScience公司电气/电子聚碳酸酯IT市场部门领导Gerald DiBattista表示。

可用的树脂包括针对室内和室外应用的Makrolon LED2643，所含材料可以抵抗紫外光线、水淋和沉浸。Makrolon FR7087也许是首个满足UL 94 5VA额定燃烧等级要求的清晰聚碳酸酯，适用于透镜和盖子。Makrolon 6717是一种阻燃级树脂，支持挤压式应用，如光条和光导等。Makrolon 3103是一种高粘度、抗紫外线的聚碳酸酯，适合包括汽车和消费电子在内的许多应用。

基于总有设计解决方案推出这个事实，DiBattista重申：“不管最终是哪种照明应用，总有能够满足应用需求的合适解决方案。”