2008年LED尚待解决的难题

理论上LED的发光效能可以高达每瓦200流明以上，而现有的白光LED则只有每瓦70流明左右，与节能型萤光灯相比还有一定差距；而且其价格与传统光源 相比也有很大的劣势。因此如何儘快把LED的优势真正发挥出来也就成为现在相关从业人员所必须要面对的技术难题。而要真正开拓出一个全新的半导体照明时 代，还要从以下几个方面努力攻克技术难题：

1.提高LED发光效率难题。
提高LED的发光效率主要的方法是改进半导体发光材料与LED芯片的结构和制造工艺。由于这部分工作需要强大的理论研究基础和先进的半导体工艺设备，因此 要实现200流明/瓦的目标路途依然比较艰难。目前传统CCFL冷阴极萤光灯虽然耗电量大、发光品质一般，但是其发光效率可达到50-100流明/瓦，而 白光LED器件在刚起步时发光效率仅为20lm/W甚至更低，这就註定LED在开始时并不适合作为LCD显示器的背光源。不过，白光LED的发光效率以每 年提高60%的幅度提升，到目前为止，白光LED器件的发光效率突破50lm/W，开始达到实用化水准。

2.解决高功率光衰寿命难题。
由于照明用光源对亮度的要求要比显示用光源高，白光LED功率要尽可能大，在大电流工作时，随着点燃时间增长，LED自身光衰加上萤光粉及封装材料的劣化 等造成光通下降，照明领域通常将光通下降到初始值的某一百分值定义为灯的有效寿命结束了，实际功率型白光LED寿命也就大大缩短。作为照明，单个LED输 出的光通量必须足够大，欲加大LED的光通量，首先必须注入足够的电功率。但LED芯片的温升不能过高，否则各项性能特别是使用寿命会受到很大的影响。显 然，设计较大输入功率的LED器件和灯具，除需用面积较大的芯片外，还必须有良好的散热结构。

3.灯具结构的合理性设计难题
由于LED照明需由多个LED管组成，其参数离散性也是一个技术问题。除了通过预选、分类，儘量保证一致性以外，还必须设计合理的灯具结构(包括LED的排列和位置佈局)和研究合适的驱动电路，防止偶尔产生的能量集中而烧毁部分LED。

4.研究简单有效的驱动电路
由于多个LED组成一隻照明灯具时，免不了对LED进行并联、串联。而在使用过程中只要有一个LED短路或开路，都将会导致整小片或整条LED熄灭，影响照明效果。为此，必须研究简单而廉价的保护电路，使这种不良影响降至最低限度。

5. LED取代CCFL面临成本难题
LED背光源系统的成本要高于冷阴极萤光管。目前LED背光模组零元件的价格为CCFL背光源的5倍左右，屏幕尺寸越大，采用LED背光技术的成本就越高。但随着产能的增加，LED背光源的成本将快速下滑。

6. 芯片散热问题。
由于LED芯片的表面面积均为小于1mm2，工作时电流密度大，二极体内发热严重，如果不加以疏导，将使芯片损坏，由于照明要求多个LED组合而成，LED密集度大，长时间发光温升在所难免，所以必须加强散热，使得LED光源的体积变大，给灯的外形结构设计增加难度。

LED以其巨大的节能潜力以及良好的照明性能为我们打开了一个全新的技术领域。但是它也面临着上文所提出的诸多技术和制度上的障碍。在我们的照明设计过程 中，我们应该以一种理性的态度去看待LED的应用，应该在真正瞭解LED性能前提下，根据环境的条件，合理地选择使用LED，才能真正创造出一个节能而优 质的照明光环境。