【中發報道】LED(發光二極管)的制造可以追述到上世紀70年代初期，但直到最近幾年，這項技術才得以顯著發展。LED能夠達到的最高光通量已經增加了幾個數量級，從70年代初期20mA下不到0.01流明發展到現在1流明以上。隨著這些改進，LED的目標應用市場也得到了明顯擴張。在0.3流明或以上水平，LED開始成為白熾燈的實際替代品。LED能夠提供許多優點，而其中最重要的就是高度可靠性。一般來說，現在LED的壽命比任何使用它們的系統都長。

這個特性對汽車系統領域最具吸引，在這個領域，可靠性是既涉及安全性又能夠避免昂貴維修費用的關鍵。所以汽車行業相對而言很迅速地采納了在哪里都具實用性的LED技術就絲毫不足為奇，事實上，汽車行業特定的需求也正在驅動LED領域的進一步創新。

LED亮度的演進

在1970到1995年間，LED一直在逐漸發展以期提供更高級別的亮度。但是，自從90年代中期，伴隨著藍光和白光LED的出現以及器件平均光亮度的成倍增加，LED創新的步伐才大大加快。

LED亮度的提高主要歸功于基底材料的進步。從最初的磷砷化鎵(GaAsP)產品開始，業界在70年代晚期轉向摻雜氮的GaAsP和鎵磷(GaP)，實現了最早的黃光和綠光LED；隨后利用單雙異質砷鋁化鎵(GaAlAs)在90年代初實現了超過0.1流明的光通量。自90初以來，各種銦鎵組合成為更新穎、更明亮的彩色(包括藍色)LED的基底材料。

盡管LED經歷了上述發展，但仍然存在幾個問題，其中一個現象就是基底往往會吸收LED產生的大部分光線。圍繞這一問題有幾種解決方法，Lumileds公司利用獲得專利的透明鋁銦磷化鎵(AlInGaP)基底來攻克這個難題。另一種方法是在基底上添加Bragg反射器光柵層，這樣做所提供的LED亮度是一個吸光基底所能提供的兩倍，但是會損失所有以90°角發射的光線。Vishay公司利用一種有機鏡面附著(OMA)技術對此方法進行了改進，該技術將一個鏡面附著在硅基底上。所有到達鏡面的光線從器件的正面反射，因而可以達到與利用透明基底相同的光亮級別，大約是標準LED的四倍。

LED的效率

LED不僅要變得明亮，還需要有效的工作。這意味著不僅要利用最小的損耗將電能轉化為光，而且還要控制在器件中流動的電流所產生的熱效應。LED面臨的一個巨大挑戰就是其結點溫度(溫度會隨著施加電流的升高而上升)對LED所發光的波長有直接的影響。簡單地增加正向電流只能改變器件的顏色，并不能增加其亮度。因此，需要能以較低電流實現更高亮度的裸片和封裝技術。

Vishay公司借助一系列微型PLCC封裝來解決這個問題，PLCC封裝可以高效散熱，從而減輕由高電流引起的顏色變化。獨特的PLCC-3與工業標準PLCC-4管腳兼容，它提供了很大的金屬面積進行散熱，因而能適應非常明亮的LED(使用標準裸片，以高達50mA的正向電流供電)。新的TLMx320x系列器件采用PLCC-3封裝，其標稱熱阻值較低，只有270k/W，此類器件可以利用較高的電流進行驅動，因而其LED亮度是采用PLCC-2封裝的兩倍。

在汽車領域，LED正在穩步地取代白熾燈用于汽車內外部照明。嚴格的質量需求就是法規，不僅針對器件故障率(最大允許值通常為億分之一)，而且還用于亮度和顏色。當多個LED一同用于汽車儀表盤照明、儀器板或娛樂系統控制時，顏色和亮度的一致性就顯得非常重要；被照區域的亮度總是需要均勻一致，不應有任何陰影。但是在汽車系統中，對一致性的需求超越了純粹的審美角度，因為現在的LED已經成為汽車內部顏色配置的一部分，而且是各個制造商標志其汽車的重要部分。這意味著為特定構造汽車產生和提供的LED波長所允許的變化量非常小，這種變化人眼是看不出來的，一般只有幾個納米。

事實上，汽車制造商希望用獨特的LED色彩來標志其產品的愿望創造了對一個絕妙技術的要求，那就是按要求提供色彩。但是這需要日益復雜的LED產品，即不同顏色的LED裸片組合在同一個封裝之中。這為LED本身帶來了一系列設計挑戰，因為人眼對色彩的感知取決于其亮度，而且在相同級別的亮度下，在色譜較高端的顏色(如黃色)會壓倒色譜較低端的顏色(如藍色)。例如，為了制造一個真正綠色的LED，藍色部分的光通量強度必須是黃色部分的兩倍左右。

外部照明需要非常高級別的明亮度，因為剎車燈和頂端中部安裝的停止行進標志燈(CHMSL)在天黑和天亮時都需要具有可見度。直到OMA技術問世，Vishay公司才得以借助它提供外部照明所需的亮度級別。目前強制性的要求范圍是從尾燈的17cd/m2到轉彎信號燈白天操作的980cd/m2。

在不同的情況下，多個LED被用來實現不同功能；例如，148個LED被用來以最新的VW模式實現尾燈和CHMSL。在汽車的尾燈裝配中，相同的LED憑借功能的不同(正用作轉彎燈，或是作為剎車燈的一部分)從紅色切換到黃色。另一種流行的LED應用(最近已經得到歐洲核準)是自適應剎車燈，司機正常剎車或猛踩剎車會導致剎車燈區域的較小面積或較大面積被點亮。

與白熾燈相比，LED器件具有非常低的維護費用；憑借五萬小時的典型工作時間，LED比任何安裝LED的汽車都長壽。對于司機而言，這意味著更低的維護支出，因為燈泡決不需要更換。用LED作為照明單元取代常規的車頭燈，能夠進一步提高汽車的整體車況，因為它消除了底盤上會引入多余濕氣的額外開口。

從地區上講，歐洲在車用LED領域一馬當先，80%以上的新車都采用了一些LED元件。在日本，這個相對數字是30%，而北美只有5%。但是，從現在的五年內，預計美國和日本會達到歐洲那樣的普及率。

與此同時，LED仍在繼續改進。今年推出的器件再次把單位器件的最大亮度提升了一倍。這意味著對于汽車外部照明等應用而言，只需要使用更少的器件就能達到相同的總光通量水平。盡管LED的亮度在迅速提高，但它們的價格卻相對穩定，因此增加LED的使用將保持高度的價格合理性。

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