LED 照明的成長推動力

　　背景

　　到 2015 年，高亮度 (HB) LED 的市場規模預計將達到 202 億美元，自 2012年算起的年復合增長率 (CAGR) 將達到 30.6% (數據來源：Strategies Unlimited)。驅動這種顯著增長的重要應用領域之一是用于為薄膜晶體管 (TFT) 液晶顯示器 (LCD) 提供背光照明的 LED。應用包括從高清晰度 (HD) TV 和便攜式平板個人電腦到汽車顯示器以及五花八門的手持式通信設備。不過，為了保持這種令人印象深刻的增長率，LED 不僅必須提供更高的可靠性、更低的功耗和更緊湊的外形尺寸，還必須在對比度比和色彩準確度方面做出改進。此外，在汽車、航空電子設備和船舶顯示器中，所有這些改進都必須進行優化，同時還要承受從陽光燦爛到無月之夜的各種環境照明條件。

　　這些 TFT-LCD 應用包括信息娛樂系統、儀表板及眾多的儀器顯示屏。當然，當采用 LED 來為這些顯示器提供背光照明時，為了在各種各樣的照明條件下優化顯示器的清晰度，將會產生一些獨特的 LED 驅動器 IC 設計難題。它要求 LED 驅動器提供非常寬的調光比范圍和高效轉換，同時還要承受相對苛刻的汽車電氣及物理環境的考驗。不言而喻，此類解決方案必須提供非常扁平和緊湊的占板面積，同時還要提高總體成本效益。

　　除此之外，據 LED 業內人士透露：“驚人的增長出現在面向商業用途的高亮度 LED 照明系統中;這是因為在大多數消費者的眼里，LED 照明對于家用而言仍然太過昂貴。憑借其長期優勢、節能和環保特性、及相關的減稅政策優惠，商業領域中的 LED 照明使用量將會有大幅度的增長，例如：停車場、辦公區、工廠廠房和倉庫。LED 燈不僅能取代高壓鈉燈、鹵素燈和白熾燈泡，而且在某些場合中還可替代 CFL 和熒光燈。”

　　于是，由于在商用建筑的總用電量中照明一般占到 25% 至 40%，所以商業應用在向 LED 的過渡中居領先地位，這一點絲毫不讓人感到驚訝。因為此類應用需要長時間的高強度光，所以節省電能可在相對較短的時間內取得滿意的經濟回報。其次，LED 燈的長壽命大幅度地降低了燈泡的更換成本。這些更換成本不僅包括燈泡本身的價格，而且在某些應用 (例如：高棚燈照明) 中實際更換燈泡的人工費用也是十分巨大的。反過來，就目前而言面向家庭用途的通用型 LED 照明對于大多數消費者來說仍然過于昂貴。然而，在未來的幾年中，隨著 LED 燈價格的走低和普及率的提高，其在照明市場的住宅區段也將實現大幅增長。大多數分析人士預計：這一市場區段在 2013 年及以后將加速成長。

　　是什么因素推動汽車顯示器越來越多地采用 LED 呢?

　　汽車照明領域這種令人印象深刻的增長潛力是由哪些因素支撐的呢?首先，LED 的發光效率是白熾燈泡的 10 倍，而且幾乎是熒光燈 (包括冷陰極熒光燈 [CCFL]) 的兩倍，因此降低了提供給定的光輸出量 (以流明/瓦 [lm/W] 為單位衡量) 所需的電功率。隨著 LED 的進一步發展，其功效或者從電源產生光輸出的能力只會繼續提高。其次，我們是一個關注環保的世界，而 LED 照明不需要處理、接觸和棄置于冷陰極熒光燈 (CCFL) 中常見的有毒水銀蒸氣。最后，白熾燈泡在使用約 1,000 小時以后常常需要更換，而熒光燈可以持續使用長達 10,000 小時。不過，與 LED 照明可提供超過 10 萬小時的壽命相比，這些數字就相形見絀了。

　　在大多數應用中，這種更長的工作壽命使 LED 能永久性地嵌入到最終應用中。這對汽車儀表板、儀表以及信息娛樂系統顯示屏的背光照明而言，顯然特別重要，由于它們在汽車工作壽命期內將不需要更換，因而常常嵌入在汽車的儀表盤里。此外，LED 的外形比其他燈可小好幾個位量級，也更緊湊，因此 LED 屏可以做得極其扁薄，故而只需占用非常少的汽車內部空間。而且，通過紅、綠和藍光 LED 的配置，可以提供無限多種色彩。再者，LED 還能夠以遠遠超出人眼察覺能力的速度進行調光以及接通 / 關斷操作，從而可顯著改善 LCD 顯示器的背光照明，同時提供擁有高對比度比和較高分辨率的圖像。

　　進入汽車應用領域所面臨的障礙

　　然而，汽車照明系統設計師面臨的最大障礙之一是，怎樣優化最新一代 LED 具有的所有特色和優勢。因為 LED 一般需要一個準確和高效率的電流源和一種調光方法，所以 LED 驅動器 IC 必須設計成能在多種工作條件下滿足這些要求。另外，它們的電源解決方案必須非常高效、堅固和可靠，同時還必須非常緊湊和富有成本效益?？梢哉f，就驅動 LED 而言，最苛刻的應用之一將是汽車信息娛樂及儀器 TFT-LCD 的背光照明，因為它們處于嚴酷的汽車電氣環境中，必須適應范圍很寬的環境照明條件變化，同時還必須能放入非常有限的狹小空間之中。而且始終不變的是，它們必須具有富吸引力的成本結構。

　　許多新興汽車設計采用單個屏來為用于駕駛控制的所有顯示儀表提供背光照明。通常，儀表盤的 LED 背光照明與信息娛樂系統是共用的，從而形成一種便于閱讀的一體型控制面板。同樣，包括汽車、火車和飛機在內的諸多交通工具也在面向后方的座位上裝有用于為乘客提供電影、視頻游戲等娛樂服務的 LCD 顯示器。歷史上，此類顯示器采用 CCFL 背光照明;然而，人們開始越來越多地采用非常扁平的白光 LED 陣列來取代這些相對龐大的燈泡設計，以提供更加精確和可調的背光照明以及更長的使用年限?！　?/p>