十大LED黑科技，可穿戴及醫療領銜

十大LED黑科技，可穿戴及醫療領銜

近年來，LED應用領域不斷拓寬，從通用照明、顯示背光到醫療照明、植物照明、汽車照明等，再到另類的創新應用，幾乎滲透到人們衣食住行的方方面面。OFweek半導體照明網整理了2018年LED行業的創新應用及相關技術，包括LiFi燈具、感應式LED路燈、生物治療等等。

　　LiFi燈具

在首屆中國國際進口博覽會(進博會)上，昕諾飛展示可見光無線通信技術(LiFi)的首個商業化應用解決方案。與使用無線電波的WiFi不同，LiFi使用了比無線電波頻率更高的可見光波用于數據的傳輸與接收，可以為用戶提供穩定，高速的寬帶數據連接。

　　Lifi技術使用起來非常簡單，將以太網電纜插入支持LiFi的昕諾飛燈具產品中，燈具立馬化身為無線路由器。燈具內置的調制解調器對可將光的頻率在肉眼無法觀察的范圍內進行精細調節，進而提供強大的網絡連接，發送下行數據。只需要將USB LiFi無線網卡插入筆記本電腦或平板電腦上，就能實現對數據的接收，USB LiFi無線網卡將信號通過紅外上傳給燈具。

　　LiFi技術使用光波來傳播數據和信息，擁有超快傳輸速度，最高能達到30M/s。在這樣的高速率下，即便同時打開兩部高清電影，也能流暢地進行視頻通話。此外，由于光源是無處不在的，因此LiFi技術也可以在保密單位或WiFi無法覆蓋的地方得到應用。甚至可以說，只要有光、有燈的地方，LiFi技術就能適用。而在銀行等需要保密的地方，光波受到遮擋會產生自然的網絡隔離，使得黑客失去了介入的可乘之機。

　　目前，昕諾飛大部分照明產品已經能夠支持LiFi技術，包括飛利浦PowerBalance gen2和飛利浦LuxSpace筒燈。其中，飛利浦PowerBalance gen2因廣范的適用范圍，成為了辦公室和學校的理想選擇，而飛利浦LuxSpace筒燈則適用于包含醫院在內的對安全性要求極高的區域。

　　全球最薄的車用線條照明模塊

日前，LG Innotek推出了用于汽車的“Nexlide-L”線條照明模塊，該模塊從寬度僅為3mm的銳線條中發出明亮均勻的光線。

　　LG Innotek表示，Nexlide-L的厚度是目前汽車外燈最薄的，目前已完成質量和批量生產測試。

　　據悉，LG Innotek采用其專有的“LED照明結構設計技術”來實現超薄線條燈Nexlide-L。除了可以實現直線形狀外，根據設計理念，Nexlide-L還可以形成各種形狀，包括曲線和波浪。

　　Nexlide-L可以根據其應用和安裝位置來定制產品亮度，光線可以用多種方式進行設計，例如，制動燈和高位剎車燈(CHMSL)發出紅光，轉向信號燈和側鏡燈發出黃光，位置燈發出白光。

　　該模塊具有出色的發光效率，可產生高達7，500尼特(cm/m2)的強光。這種高亮度水平可以滿足制動燈的要求，因此，該組件可用于汽車制動燈。

　　LG Innotek的一位官員說：“Nexlide-L是一種可以同時提高汽車設計、質量和安全性的照明模塊?！?/span>

　　LED和傳感器被直接織入紡織纖維

　　英國《自然》雜志發表了一項材料學最新研究成果：美國麻省理工學院團隊通過一種新型制造方法，將發光二極管(LED)和傳感器直接織入了紡織級聚合物纖維中。該工藝可用于開發能夠實現光通訊和健康監測的新型可穿戴技術。

　　能夠發射或探測光的半導體二極管是通訊和傳感器技術的基本構件。如果能將它們融入織物之中，則有望創造出新型可穿戴電子設備。然而事實證明，要將半導體器件的功能與基于纖維的紡織品的可擴展性結合起來，實屬一件棘手的事。

　　麻省理工學院研究人員Yoel Fink及其同事，此次從一塊較大的聚合物預制件著手，將半導體器件嵌入預制件的中空通道。然后，一邊將導線穿進中空通道，一邊加熱并拉伸該預制件，從而形成延展的纖維束。這樣一來，電連接的光發射或光探測二極管在纖維束內軸向均勻地分布開來。該工藝具有內在可擴展性，可以制造出數百米長的功能性纖維。一旦經過拉伸處理，這些纖維就可以很容易地織進織物中。

　　研究團隊將這些二極管纖維放進標準的家用洗衣機中轉十圈，發現其性能沒有受損，證明了它們的耐用性。他們還表明，可以在包含光探測和發光纖維的兩種紡織品之間建立起雙向光通訊鏈接。不僅如此，這種智能紡織品也可用于測量穿戴者的心率。

　　研究人員總結表示，這種新型制造工藝使人們能夠制造出具備更多先進功能的紡織品，智能紡織品和可穿戴技術或將遵照自身的“摩爾定律”，變得日益精密。

　　可直接安裝彩色LED技術

　　日亞化學已經為其直接安裝芯片系列產品引入了離散顏色選項，這是一種與業界芯片級封裝(CSP)類似的技術。

　　加上之前發布的白色選項，日亞化學可直接安裝芯片的顏色目前涵括了寶藍色、綠色、琥珀色和紅色。日亞化學指出，這種創新的色彩解決方案采用了日亞化學獨有的藍色管芯和熒光粉技術。新顏色陣容中的每個顏色芯片最開始都擁有相同的藍色管芯。隨后通過添加一種特殊的熒光粉混合物，將藍光轉換為所需的顏色。

　　日亞化學透露，這種設計針對每種顏色采用相同的波長芯片，然后使用獨特的熒光粉混合物將波長轉換為所需的顏色，為夾具制造商和設計師提供了極大的優勢。在每種顏色中使用相同的波長芯片，可以協調整個直接安裝芯片系列的正向電壓。而相同的正向電壓則能夠簡化電路設計。另外，不同于其他離散顏色技術，每種直接安裝芯片顏色的內部結構是相同的。因此，光的指向性(光束角)和焦距也是相同的，從而使得光學設計更為直觀。最后，通過熒光粉轉換的紅色直接安裝芯片，與傳統的紅色AlInGaP LED相比，熱衰減特性得到了極大改善。這種性能改進的結果是原位性能大大提高，并且整體顏色和穩定性也得到了改善。

　　日亞化學表示，其直接安裝芯片系列是第一款采用獨特技術的照明CSP型LED，可實現單側120°朗伯光型，消除了流明密集應用帶來的串擾。借助新的顏色選項，擴展的直接安裝芯片組合可為所有照明應用提供極大靈活性，包括建筑照明、顏色調整以及其他商業和住宅應用等。

　　每種顏色的芯片尺寸為1.7毫米*1.7毫米*0.35毫米。除了不使用添加熒光粉層并具有130度光束角的寶藍色模型以外，其他顏色均具有120度的光束角。

　　LED發光口罩可偵測空氣污染

為了提高人們對空氣污染問題的重視，一名腳踏車手Greg McNevin設計出一款LED口罩，可以偵測空氣污染程度。

　　據悉，這款LED發光口罩上裝設了感應器，與AirBeam空氣監控系統運作，并通過藍牙連接到AirCasting網站，能根據空氣污染實時改變顏色。

　　當PM 2.5值介于0到12，空氣質量良好的情況下，呈現出綠色;當PM 2.5上升到12.5至35.4時，則會轉變成黃色;PM2.5介于35.5到55.4時，口罩顏色會呈橘色;PM2.5超過55.42則以紅色呈現，以提醒使用者當下空氣質量對所有人都非常不健康。

　　日本發明“智能皮膚” 嵌384枚超薄LED燈

　　據日本媒體報道，東京大學教授染谷隆夫(電子工程學)的研究團隊成功研發出了一種可褶皺可拉伸的超薄LED顯示屏幕，主要用于醫療系統，患者佩戴后可以測量和顯示佩戴者的心率數據。

　　這種顯示屏幕由柔韌透氣的類似橡膠模材料制成，最大拉伸長度可以達到原來長度的145%，其上搭載了384個發紅光的小型LED，通過納米電極和可伸縮布線來控制顯示信號。

　　屏幕的可顯示的部分長約3.8至6.4厘米，寬度為5.8至9.6厘米，相當于一張名片大小，患者佩戴后可以快速了解到自己當前的身體狀況。

　　這種屏幕經過褶皺加工，在測試環節在1萬次伸縮實驗后，LED也未損壞，能正常顯示短片。

　　由于顯示屏需另配電池，所以參與共同研究的大日本印刷公司計劃進行小型化等改良，希望3年后能以數萬日元左右的價格達到商品化。

　　可撓性垂直Micro LED可用于生物治療

　　據報導，由材料科學和工程系的李教授 Keon Jae以及生物科學系教授Daesoo Kim帶領的研究團隊，透過使用基于各向異性導電膠膜的轉移及互連技術，開發出可撓性垂直Micro LED(微發光二極管)(f-VLEDs)技術。同時，該團隊還透過此Micro LED技術的光遺傳刺激，成功控制了動物行為。

　　得益于超低功耗、快速反應速度和優越靈活性等特點，可撓性Micro LED已成為下一代顯示器的強大候選者。但是，以往的Micro LED技術面臨元件效率差、熱可靠性低、高分辨率Micro LED顯示器互連技術不足等關鍵性問題。

　　報導指出，該研究團隊透過ACF黏合技術的精確對準，采用同步傳輸和互連技術，設計出新的轉移設備并制造出一個f-VLED陣列(50×50)。與橫向 Micro LED 相比，這些f-VLED的光學功率密度(30 mW/mm2)高出3倍，且可透過減少薄膜LED內部的熱發生量來提高熱可靠性及延長工作壽命。

　　(Source： KAIST )

　　據悉，這些f-VLEDs(厚度：5 微米;尺寸：80 微米以下)適用對神經元細胞和大腦行為進行光遺傳控制。與觸發大腦所有神經元的電刺激相反，光遺傳控制能刺激大腦局部皮層區域內的特定興奮性或抑制性神經元，有利于實現精確分析，以及高分辨率動物大腦的映射和神經元調節。

　　研究過程中，該團隊將新發明的f-VLEDs 植入老鼠頭蓋骨和其大腦表面之間的狹窄空間，并透過照亮大腦表面深處二維皮層區域上的運動神經元，成功控制了老鼠的行為。

　　據李教授介紹，此類可撓性垂直Micro LED可用于低功耗智能手表 、行動設備顯示器和可穿戴式照明產品。此外，這種可撓性光電元件也適用腦科學、光治療及隱形眼鏡生物感測器等生物醫學應用。

　　挪威推出感應式LED路燈

　　挪威的部分公路安裝了可以自主調節光線強弱的感應式路燈，以進一步節能減排。據悉，車燈被安裝在了奧斯陸郊外的霍勒(Hole)附近，一條長5英里(8公里)的公路兩旁。這些感應式LED路燈在沒有汽車、自行車或行人經過的時候可以將亮度減弱20%;當雷達傳感器探測到有車輛經過時，燈光亮度將調至100%。

　　據稱，安裝感應式路燈后每周可以節能2100千瓦時，同時相比其它種類的路燈，LED燈有助于降低排放，更為環保。除新型路燈以外，挪威也在其他領域積極開展節能環保的嘗試。

　　智能型隱形眼鏡測血糖

　　韓國蔚山科學技術院(UNIST)研究團隊研發出一款智能型隱形眼鏡，由血糖傳感器、無線電源傳輸電路和LED組成。該隱形眼鏡通過監測糖尿病患者淚液中的葡萄糖濃度來監測血糖水平，并通過嵌入式LED屏幕實時顯示結果。

　　(圖片來源：UNIST)

　　此外，imec也與根特大學和隱形眼鏡廠商SEED合作，研發出一種結合LED燈和隱形眼鏡的產品。該產品將換能器結合到鏡片中，用于診斷和治療眼部疾病。他們還提出隱形鏡片的應用可以更廣泛，如在眼部治療中輸送藥物。

　　(圖片來源：imec)

　　植入式LED裝置治療癌癥

　　日本早稻田大學(Waseda University)還將LED用于治療癌癥。據悉，該學校的研究團隊開發出一個LED可植入式裝置，由LED芯片與生物粘附奈米薄片組成通過光療成功縮小鼠體內的腫瘤。

　　該可植入式裝置是采用節拍式光動力療法，用于動物組織內表面，并釋放低強度的照射來治療靶向性病變，從而達到治療目的。該療法是采用低劑量特殊藥物及特殊照明以殺死癌細胞的長期治療方法。通過直接在靶向性病變處使用節拍式光動力療法?？梢詼p少對健康區域的影響。