白光led头灯技术发展与目前研究现况

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1、白光LED头灯技术发展与目前研究现况编者按：目前全球各大汽车展中，都能看到以白光LED作为汽车头灯的概念车款，不仅以花俏的引人注目，也在实用化方面注入不少研发心血，包括：丰田汽车作为雷克萨斯品牌旗舰轿车推出的概念车「LF-Sh」，及丰田品牌下一代微型面包车的概念车等，也都搭配了白光LED头灯，在在都使人感觉离白光LED头灯的未来已经非常接近。　不过，欲使白光LED成为汽车头灯的主要光源，相关部份的交通法条必须将其修订。例如，联合国欧洲经济委员会审议汽车头灯的GRE法条，预计会在2年之后才能允许使用白光LED作为汽车头灯的主光源，倘若法规修订尚未通过，汽

2、车市场导入白光LED头灯的过程将会持续延宕下去。细数当前国际汽车厂商，例如：BMW、Mercedes-Benz、Audi、Lexus等一级车厂，相继推出各类型新款汽车，借以吸引消费者。其中最富变化性、最引人注目的便是炫光夺目的白光LED车灯款式。过去，曾经有人将LED称为第4代汽车照明光源，这是因为LED头灯除了一次性投入较高之外，在寿命、亮度、低耗电方面，都是传统白炽灯、卤素灯等照明设备无法相比拟的竞争优势。■汽车头灯必须要兴起才能带动车用LED产业　过去10年中，高亮度的LED陆续被应用在汽车、卡车及大型游览车的内外车灯等领域。根据EyesplyJ

3、apan市场调查指出，在2004年大约有30％的新车款以LED作为车尾灯（reartaillamp）或CMHSL（CenterHigh-MountStopLamps），大部份新出厂汽车及大型交通工具已开始使用LED当作方向指示灯及第三煞车辨识灯。　在此趋势发展下，车用LED在2003年的市场规模超过2亿美元，2004年比2003年成长24.2％，市场规模约为2.36亿美元，2005年比2004年成长19.1％，市场规模则超过了3亿美元。　随著采用LED的新车款逐年扩张，许多专家一致认为往后数年中，仍可望维持二位数的成长率，预估2008年时市场规模将突破

4、4.5亿美元。倘若白光LED汽车头灯若能顺利开发出新的产品及技术，汽车用LED市场规模将持续扩大，各方预测也将提早发生。　一般来说，汽车头灯属于车外使用的LED种类，其技术特性指标跟手持式等消费设备所使用的白光LED类似，不过，对LED发光角度、色差、亮度、阀值电压、电流等光学、电学性能的一致性和可靠性要求更高。　目前LED在车外的主要应用在于制动灯、前方转向灯、后方转向灯、左右两侧转向灯、后方雾灯和倒车灯方面，而在头灯还处在研究开发阶段，虽然已有部分先进厂商已有展出样品头灯，但还没有达到商业化批量生产的程度，其主要原因，包括：单个白光LED元件的亮度

5、不足，而头灯所使用的LED尚有易衰减、价格过高等问题存在。■白光LED如何因应车上特殊要求？　长期以来，车上所使用的头灯是以白炽灯、卤素头灯或氙气头灯（HighInten-sityDischargeheadlamps；HID）作为主发光源，并参照汽车灯的光学、电学及形状为主要标准，这些标准也在这2年经由LED厂、汽车厂商及汽车协会大力推广下逐步而缓慢地改变。　曾有汽车厂商电气专家表示，汽车厂其实很乐见「以白光LED光源来代替白炽灯的LED汽车头灯」，不过，在设计上必须要参照传统头灯的发光源标准来设计，但LED光源的基点属于阵列式，因此白光LED头灯而言

6、，则是一项全新的思路。其技术路线必须要应用白光LED光源的单色性，不加滤色片直接选用不同波长的多个高效LED元件设计成分，才能满足汽车头灯具设计及加工的特殊性。▲反射型与投射型LED发光源3D模型模拟图。（资料来源：财团法人车辆研究中心）对LED元件的主要有3项要求，分别为：LED必须具有高效、大功率、高可靠性（-40℃125℃）；另外，就是符合电学、光学参数稳定性、一致性的高要求，譬如，在同一批元件的阀值电压不一致性必须要小于0.1V；最后，则是LED元件在直流电点亮后，其使用寿命必须超过1,000小时，发光强度衰减值要小于20％。　对于白光LED头

7、灯在配线板及元件加工也有3项特点：一、车上的配线板形状较为不规则，因此，必须要具有良好的导热、导电功能三维阵列结构；二、具有耐高温、耐冲击振动和电流超载等；三、设计有优良恒电流及恒电压等控制电路。■白光LED须突破瓶颈　汽车头灯才有前景　未来汽车头灯开发的开发演进过程中，LED光源必须符合先进汽车照明设计，然而造型、体积与效率为当前主要设计LED头灯的当前之务，如何将此目标做最佳化的设计，将会是未来LED车灯设计上，应再寻求突破的主要工作。　虽然目前距离白光LED头灯商品化仍有段距离，可是国外车灯大厂仍不断堆出新型之LED头灯雏型，有监于此，诸多传统的

8、车灯厂商莫不加紧脚步，开发白光LED头灯，未来配合高亮度LED陆续推出，才能在最快的时间内掌握