LED照明灯的发展前景

2024-05-17 09:42

1. LED照明灯的发展前景

固体光源中的LED光源近十年的科技进步上新突破简直达到日新月异的程度,它的性价比发展趋势见图8所示. LED的原材料主要是化学元素表上的Ⅲ-Ⅴ族或Ⅱ-Ⅳ族化合物的半导体,例如: GaAs,GaP,AlxGa1-xAs和ZnSe等材料,当它被加上正向电压时,电子和空穴的复合过程中产生的过剩的能量就会以光能辐射出来。近年来尤其是20世纪90年代初,日本研究者中村修二成功研制出掺Mg的同质结GaN蓝光LED,使得白光LED 有了实用性强和行之有效的技术方案,半导体照明光源与固态照明领域也随之成为国内外光电子研究领域更引人注意的热点。随着材料生长和制作技术的迅猛发展, LED的发光效率实验室研制的LED达到了150 lm/W的发光效率,业界1年多前商品化量产规格的LED光效能达到50 lm/w,最近又提升至了70 lm/W,甚至有更高的报道。它的光效已能对传统光源形成有力的挑战。,LED器件也从早期的指示型LED(恒流20mA)发展到功率型LED(恒流350mA)。LED会给现代社会生活质量的提高带来不可估量的影响, 其前途无量的结论已被公众认可。
目前 LED在照明领域的发展潜力很大,但它作为照明主体的研究艰难和产品质量远没成熟也是不争的事实, LED要想取代白炽灯等传统光源进入普通照明市场,以下几方面工作是应该引起我们重视,首先是LED上、中游行业要学习和了解传统光源的特点和要求,让半导体工业和照明工业真正融合在一起,从而对照明用LED 的各项性能的改进和提高作出主要贡献,其中尤以光效和寿命的提高为关键; 其次,应采用更先进的工艺方法、封装结构和封装材料以解决散热问题, 但必须同时解决这些新工艺、新材料带来的其它问题,特别是性价比的问题;再则电子学科技人员应研制出更高效和可靠的驱动电路,并让所用的驱动电路装置要有统一标准和可互换性,给用户带来使用和维修的简便,这样才能达到推广应用的目的;另外尽快完成和成熟LED照明所需的二次光学非成像设计的机算机软件和使用的相关材料,使LED照明产品设计的成本降低并得到简化,要如PC计算机的Windows软件操作那么便利,从而使LED达到室内外照明工程的有关的要求更容易得到满足;最后LED产品标准和测量标准的进一步确立和完善,尤其是光生物学安全的要求和眼睛的保护,这样 LED才能在更广阔照明领域中的应用奠定坚实的基础。

LED正方兴未艾的同时,固体光源另一有机发光两极管(OLED)又悄然崛起,,OLED是继CRT、PDP和LCD之后的第三代显示器,但它也是一种很有优势的新型固态光源,这种光源易于实现超薄结构和任意开关,与LED一样具有高效、环保和安全等优势。OLED厚度可以小于1毫米,仅为LCD屏幕的1/3,并且重量也更轻;固态结构,没有液体物质,因此抗震性能更好,不怕摔;几乎没有可视角度的问题,即使在很大的视角下观看,画面仍然不失真;响应时间是LCD的千分之一,显示运动画面绝对不会有拖影的现象;低温特性好,在零下40度时仍能正常显示,而LCD则无法做到;制造工艺简单,成本更低;发光效率更高,能耗比LCD要低;能够在不同材质的基板上制造,可以做成能弯曲的柔软显示器,

LED照明灯的发展前景

2. LED照明的发展前景怎么?

LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。
近年来,世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”,欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。
我国科技部在“863”计划的支持下,2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。 
多年来,LED照明以其节能、环保的优势,已受到国家和各级政府的重视,各地纷纷出台相关政策和举措加快LED灯具的发展;大众消费者也对这种环保新型的照明产品渴求已久。但是,由于投入在技术和推广上的成本居高不下,使得令万千消费者翘首以待的LED照明产品一直可望而不可及,迟迟未能揭开其神秘的贵族面纱!
随着国内部分厂家技术和生产成本的降低,LED照明叫好而不叫座的局面行将改变。价廉物美的LED照明产品,将给中国照明行业带来革命性的冲击,为广大消费者带来光明的福音!

3. LED照明灯的发展前景怎样?

近几年来,LED技术不断有新的突破,2006年国际上报导,LED在20mA电流下,其发光效率超过130lm/w,而1w的LED在350mA电流下,发光效率可达100lm/w。这将为LED进入照明领域提供坚实的技术支撑。当前正是LED进入照明领域的关键时刻,国际三大照明集团:Philips、GE、Osram公司均投入巨资发展LED技术及产业。日本、南韩、中国台湾也极力推动LED产业发展,并取得很好的效果,占领世界目前的主要市场份额。这几年中国相关主管部门和部分地方政府也高度重视LED产业的发展,在政策、投资和鼓励推广LED市场等方面给予很大的扶持,并取得有效的成果。现将中国LED产业和市场的发展情况作些简要的介绍。
一、中国LED产业基本概况与特点
1、LED产业基本概况
根据中国光协光电器件分会统计和测算,2006年全国从事LED的企业约2000多家,其中外延、芯片的研发和生产单位有30多家。封装企业约600家,其中有一定规模的封装企业约100多家。应用产品和配套企业有1700多家。行业就业人员约10万人(有人统计估算约30万人左右),从LED的原材料、外延、芯片、封装、应用及相关配套件、设备仪器等,已形成较完善的产业链。2006年LED器件、芯片的产量如表1所示,LED器件的销售值如表2所示。
从技术来看,外延、芯片方面有采用Si和SiC为衬底外延生长GaN,取得很好结果,有采用光子晶体新结构和新工艺,提高外量子效率等,LED的主要技术指标均有较大的提高。在封装方面,出现很多新结构的封装形式,对提高封装的出光效率、散热性能和可靠性均有较好的效果。LED应用产品更是全方面展开,出现很多新的应用产品,其结构和性能均有较大提高。
LED标准化和检测工作取得较大突破,现由信息产业部半导体照明技术标准工作组,正在制定13个LED基础标准和产品标准。LED应用产品的标准也由相关主管部门组织制定,已有几十个相关标准在制定中,部分标准已经完成,如LED显示屏、交通信号灯、矿灯…等。另外,LED检测平台的建设也在积极推动中,如北京、石家庄、上海、厦门等相关部门均已投入很大资源在筹建半导体照明检测中心,很快会见效。
2、LED产业发展的特点
近年来,中国LED产业发展呈现如下几个特点:
1)LED产业发展迅速,如表1所示,特别是高亮度LED器件的增长率为50%,芯片的增长率超过100%。
2)投入增大。除政府的投入和支持外,很多企业均有较大投入,如厦门三安、山东华光、上海蓝光、大连路明、杭州士蓝明芯、扬州华夏等均增购MOCVD和前工序芯片制造设备。几个主要后工序封装企业:厦门华联、佛山国星、江苏稳润、宁波升谱、深圳鸿利公司等,近期扩大生产规模搬入新厂房,购置新设备。
3)新投资的企业数增加很多,这几年前工序企业增加6个,封装企业增加上百个,应用企业增加几百个。
4)应用产品的开发推广全方位展开,应用品种增加迅速,而且应用产品的产值也增加很多,估计新增产值约200~300亿元。
5)重视LED标准的制定和LED检测平台的建设。
二、中国LED市场状况
由于LED不但具有节能、环保、寿命长三大优点外,还具有很多特点,所以应用面不断扩大,应用产品的品种也多,进入LED应用产品开发和生产的单位也愈来愈多,很多原来生产照明产品和LED产品的企业也纷纷进入LED应用产品的开发和生产。表2所示的LED销售值,指LED器件的销售值,不包含LED应用产品,现根据LED应用产品的应用范围划分五大类,并对这些应用产品的品种和市场作些介绍和预测。
1、信息显示:
电子仪器、设备、家用电器等的信息指示、数码显示、显示器及LED显示屏(信息显示、广告、记分牌)。目前市场份额有100亿元,潜在市场有几百亿元。
2、交通信号灯:
城市交通、高速公路、铁路、机场、航海和江河的信号灯,现有市场份额有20亿元,潜在市场有上百亿元。
3、背光源:
小于10英寸背光源,主要用于手机、MP3、MP4、PDA、数码相机和摄像机。中等面积背光源(10~20英寸),主要用于计算机显示器及监视器。大面积背光源(大于20英寸),主要用于彩电显示屏。目前市场份额有几十亿元,潜在市场有几百亿元。
4、汽车用灯:汽车内外灯、前照灯、车内仪表照明显示。目前市场份额只有几亿元,但潜在市场上百亿元。
5、半导体照明:根据现有产品的应用范围,可分为六类:
1)室外景观照明:护栏灯、投射、LED灯带、LED球泡灯、LED异型灯、地埋灯、草坪灯、水底灯等,目前市场有十几亿元,潜在市场有几十亿元。
2)室内装饰照明:壁灯、吊灯、嵌入式灯、墙角灯、平面发光板、格栅灯、筒灯、变幻灯等,目前市场有几亿元,潜在市场有上百亿元。
3)专用普通照明:便携式照明(手电筒、头灯)、低照度照明(廊灯、门牌灯、庭用灯)、阅读灯、显微镜灯、投影灯、照相机闪光灯、台灯、路灯等,现有市场20多亿元,潜在市场有几百亿元。
4)安全照明:矿灯、防爆灯、安全指示灯、应急灯等,目前市场只有几亿元,潜在市场有几十亿元。
5)特种照明:军用照明灯、医用照明灯、治疗灯、杀菌灯、农作物和花奔专用照明灯、生物专用灯、与太阳能光伏电池结合的专用LED灯等。目前市场份额虽然不大,但具有很大意义和重要性,而且有很好的市场发展前景。
6)普通照明:办公室、商店、酒店、家庭用的普通照明灯。虽然LED照明目前尚未正式进入该领域,但随着LED技术的突破和成本的不断下降,预计在2年内一定会逐步进入普通照明领域,其潜在市场是LED应用中最大的,具有上千亿元。
三、加速发展我国LED产业的建议
虽然我国LED产业发展较快,其技术水平与国际的差距还是较大的,主要是缺乏有自主产权的核心技术,高性能LED和功率LED产品均要依赖进口,其产品以中、低档为主,产业化规模偏小,缺乏竞争能力。为此,如何加速发展LED产业,提出如下三方面建议意见:
1、加大政府的支持力度和调控能力
1)重点支持国家级半导体照明研发平台的建设,对分散重复的研究机构进行整合调整,真正支持有自主产权核心技术和创新项目的研发工作。
2)用政府引导和宏观调控办法,对前工序规模偏小和有条件的后工序封装企业要引导投资、重点扶持,进行整合、合资、合并,集中资源扩大产业化规模,使企业在国际上具有一定的竞争能力。
2、加强LED产业的基础研究、开发工作
1)加强LED外延、芯片的研究、开发,主要是提高发光的内量子效率和外量子效率,提高产品性能、稳定性、一致性和可靠性,转化为产业化的成品率,要有自主产权的核心技术。
2)加强白光LED和功率LED封装技术的研发,主要是提高出光效率,提高衬底散热性能,降低热阻,提高抗光衰能力和工作寿命,以及出光的均匀性、一致性和可靠性。
3)加强LED主要原材料、配套件的基础研发和制造LED的关键设备装置。主要是指衬底、有机源、环氧树脂、硅胶、荧光粉、驱动IC和关键设备等。
4)加强LED的光、电、色、热学及照明参数的测试研究,并对LED光源的可靠性展开研究。
3、扩大LED产品推广应用和市场
虽然LED产品的应用面很广,但在推广应用和市场开拓上,目前要重点抓住如下三个方面:
1)加大中等尺寸和大尺寸LED背光源的研发工作,该市场潜力很大,技术上逐步成熟,要尽快进入市场。
2)加大用于汽车上的各种LED灯和显示的研发工作,包含前后灯、转向灯、侧灯、刹车灯、前照灯以及车内的照明灯及显示器,市场潜力巨大,要尽快进入市场。
3)加强开发半导体照明的应用,主要指景观照明、装饰照明、专用普通照明、安全照明、特种照明和普通照明光源。这是LED应用的最大市场,潜在市场最大,要高度重视并积极投入应用开发。

LED照明灯的发展前景怎样?

4. LED照明的发展

 应用半导体P·N结发光源原理制成LED问世于20世纪60年代初,1964年首先出现红色发光二极管,之后出现黄色LED。直到1994年蓝色、绿色LED才研制成功。1996年由日本Nichia公司(日亚)成功开发出白色LED。LED以其固有的特点,如省电、寿命长、耐震动,响应速度快、冷光源等特点,广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域,在我们的日常生活中处处可见,家用电器、电话机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等。但由于其亮度差、价格昂贵等条件的限制,无法作为通用光源推广应用。近几年来,随着人们对半导体发光材料研究的不断深入,LED制造工艺的不断进步和新材料(氮化物晶体和荧光粉)的开发和应用,各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展,其发光效率提高了近1000倍,色度方面已实现了可见光波段的所有颜色,其中最重要的是超高亮度白光LED的出现,使LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。曾经有人指出,高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后,最伟大的发明之一。 当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,节约能源是我们未来面临的重要的问题,在照明领域,LED发光产品的应用正吸引着世人的目光,LED作为一种新型的绿色光源产品,必然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。LED球泡灯具与白炽灯比较,其最大的发展动力就是节能环保的优势。前LED行业的快速发展,已经使得部分LED照明产品价格低于白炽灯或等同的水平,使得普通百姓家都可以接受,而且亮度也优于白炽灯泡。如:塑料球泡、贴片车铝、筒灯等。如果做工程还是要选用一些优质的LED产品,在各方面保证它的稳定性,当然价格也会高一些。中国半导体照明产业发展向好,外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。2007年中国LED应用产品产值已超过300亿元,已成为LED全彩显示屏、太阳能LED、景观亮化等应用产品世界最大的生产和出口国,新兴的半导体照明产业正在形成。国内在照明领域已经形成一定特色,其中户外照明发展最快,已有上百家LED路灯企业并建设了几十条示范道路,但在室内通用照明市场方面仍显落后。2008年北京奥运会对LED照明的集中展示让人们对LED有了全新的认识,有力推动了中国半导体照明产业的发展。当前中国半导体产业产业大而不强,核心竞争力仍有待于进一步提升。对国内企业而言,壮大规模、提高产品质量与技术水平是首要任务,提高未来取得大厂专利授权时的要价能力,或逐步通过研发突破核心专利。 随着全球对发展低碳经济取得共识,LED照明产业凭借其在节能降耗领域的性能优势将迎来宝贵的快速发展机遇。在当前低碳经济形势下,LED照明产业市场不断升温,竞争日益激烈。2011年,中国LED照明产业工业总产值达到730.15亿元。LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市景观照明等领域。世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”,欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下,2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。 多年来,LED照明以其节能、环保的优势,已受到国家和各级政府的重视,各地纷纷出台相关政策和举措加快LED灯具的发展;大众消费者也对这种环保新型的照明产品渴求已久。但是,由于投入在技术和推广上的成本居高不下,使得令万千消费者翘首以待的LED照明产品一直可望而不可及,迟迟未能揭开其神秘的贵族面纱!优点:高节能:节能能源无污染即为环保。直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06瓦)电光功率转换较高,相同照明效果比传统光源节能。寿命长:LED光源有人称它为长寿灯,意为永不熄灭的灯。固体冷光源,环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上。多变幻:LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256×256×256=16777216种颜色,形成不同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。利环保:环保效益更佳,光谱中没有紫外线和红外线,既没有热量,也没有辐射,而且废弃物可回收,没有污染不含汞元素,冷光源,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。高新尖:与传统光源单调的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品,成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等,所以亦是数字信息化产品,是半导体光电器件“高新尖”技术,具有在线编程,无限升级,灵活多变的特点。

5. LED照明的前景怎么样

LED属于新型节能光源,并且有绿色环保、高效节能、高科技等光环,引起市场关注的同时,也引发了全社会投资的热潮。
据前瞻产业研究院《中国LED照明产业市场与投资分析报告》的分析,2017年全球LED照明市场的规模将会达到331亿美金,LED照明的渗透率将会达到52%。
同时,LED照明产品具备调光、调色的特点,如果加强相关的研究和试验,能够在农业、健康保健、医疗领域推进LED的应用。总之,如果将相关技术整合到LED照明产品上,使之成为一个平台,将会大大提高照明产品的附加值,能够达到拓展LED照明企业的业务空间。
眼下,我国本土的LED照明市场也在飞速发展,为随着消费者需求的变化,只有细分、专业、个性化、定制化的照明解决方案供应商,才能获得市场的认可。

LED照明的前景怎么样

6. 大家如何看待LED照明的发展呢?

1:大范围使用LED照明,肯定是趋势!

2:单瓦价格向下行,肯定是趋势。
3;从目前的没有行业标准,到有行业标准,肯定是趋势。
4:LED工厂从目前的大小千万家,重组,合并,倒闭,最后剩下百十来家,肯定也是趋势。
5:LED的功能不仅仅是照明,做几个显示屏,将来更多的功能与用途,肯定也是趋势,例如很好的融入物联网。及光通信的使用。
6:LED灯具的由目前的替代设计,转为个性化设计,也是趋势。
7:LED发光性能大幅度提升,也是趋势,同等功率下,LED发热量降低也是趋势。
8:LED行业工厂,更加专业化,也是趋势,不像现在,开个公司,人没有几个,到处都是说,专业照明,专业制屏,专业LED日光灯,凡是,只要是行业的,没有人不说自己是LED的学生。再过几年,也许,想说专业,都不敢开口了。
9:再过几年,LED投资不再像现在这么热了,但是,绝对不是夕阳产业。
10:LED和太阳能,联系会更加密切,也许两个产业就像亲兄弟,一个产品,既有LED的元素,也有太阳能的元素。

7. LED照明的未来发展趋势

目前,我国半导体LED作为节能、环保的主要技术,已被纳入国家中长期科技发展规划与“十一五”国家“863”高新技术产业化重大项目,并得到了大力支持。然而,我国目前LED产品开发应用领域依然存在许多不足。我国自主的LED芯片、外延片产量仍有限,产品以中、低档为主,与国外差距很大。产业化规模偏小,只能满足国内封装企业需求量的20%-30%,大部分高性能的LED和大功率LED产品均要依赖进口。此外,在LED的应用市场方面,也存在着由于产品种类、品种参差不齐问题而引起的制约,尤其是在通用照明领域,由于存在的技术不足,使其无法进行规模化普及应用。因此,推广对LED封装技术的发展力度,提升自身核心技术并实现规模量产是LED产业发展的最关键一步。  一、LED照明产业发展趋势与分析  1.大功率的高亮LED增势迅猛,逐渐成为主流产品  2008年,全球LED市场规模达到80亿美元,所占整个LED产品的市场比例由2001年的40%增长到2005年的70%以上,其中高亮度LED在1995-2004年间的年均增长率达到46%。美国市场研究公司Communications In-dustry Researchers(CIR)预测,全球LED的市场规模年均增长率超过30%,2009年市场规模将超过100亿美元。近年来,随着LED在照明、小尺寸面板背光源以及室内照明等新应用领域逐渐扩展,高亮度LED过去数年一直处于高速增长阶段,在LED中的比重将逐步加大,已成为LED主流产品。  2.通用照明实现技术突破,照明升级工程产业机会巨大  通用照明占照明领域的90%的市场份额。半导体照明作为继白炽灯、荧光灯、节能灯后,具有革命性意义的第四代新型高效固体光源,具有寿命长、节能、绿色环保等显著优点。但目前LED的应用领域主要在特种照明,目前美国、日、韩、欧洲、中国及台湾在LED科技攻关方面都已启动专项国家规划,如果用于通用照明的技术一旦成熟,将面临一个对500亿美元照明市场份额的重新瓜分,因此照明升级工程产业机会巨大。  3.中国LED照明产业应该向封装高档产品和光源产品升级方向努力  在LED领域,主要有三个环节,即发光半导体外延片的生长、芯片和封装。目前国内三个环节都有,在中低端的应用领域还有一定基础。但是在关键环节,尤其是外延片的生长环节,与世界一流水平还有较大的差距。  目前我国的产业优势主要在封装,从封装产值区域分布来看,我国在2008年封装产值约25亿美元,已经超越日本、台湾成为全球最大的封装地区,并具备市场与技术核心竞争能力。但是国家和政府对此的重视却不多,如果台湾和日本等国家地区从经济危机中缓解或走出,随时可能会形成日本独大、台湾地区与美国齐进、欧韩中“平分秋色”的分布格局,我们将再一次失去主导权和先机。因此我们应在已有的产业优势上升级,向封装的高档产品努力,同时在通用照明技术方向上多下功夫,突破LED产业的技术专利壁垒,培育新兴市场的竞争优势。  (1)目前国家对于整个LED产业链的重点工作放在上游外延、芯片及下游灯具应用这两部分。上游投资陆续资金已经很大,但是收效甚微,反而与国际上游龙头的差距越来越大。下游产品又因为产品质量问题,参差不齐,难以保证稳定的长寿命使用效果。这样会造成使用者对我国LED产品产生怀疑并多持保守和负面的态度。这样各方面的意见反馈到政府领导,然后国家才重视整顿LED市场,最后的结果又是一次“叫停”,导致需要国家花费大量的人力和资源,引进国外龙头企业的先进封装技术来指导国内的下游产品,这样我们将又一次失去与对整个LED行业的话语权,国内的市场渠道也会以OEM等形式被占领。  (2)到现在为止,因为四大龙头企业(CREE、PHILPS、OSRAM、日亚化工)各有不同的技术路线和专利垄断保护,以及其封装技术的不成熟等原因,所以目前整个行业内尚未有一个关于LED光源的标准。如果我们先进的LED光源企业和单位,尤其是具有核心技术先进性的大功率LED光源企业和单位,在政府的支持和推动下,组织科研人员,对此进行全新的技术标准的设计与制定,坚持科学实践和创新发展的基本原则,将会在全球LED行业至少是中上游这一块取得实质性的突破。如果能在国际上参与和指导最后国际标准的制定,将会是中国科学技术力量继航天科学技术之后又一次的科学创举,从而直接使我国在LED行业的国际影响力得到根本认识的改观,达到一个新的高度。  二、大功率LED光源的核心技术与优势  LED一般上来说是由外延片-芯片-光源-灯具的四个环节组成,在LED产业中下游应用上关键点是怎么解决热阻和结温等关键问题的前提条件下,保持芯片稳定的有效光输出。  一直以来,LED光源的一般照明应用中存在着光源的高导热金属材质问题、应用的热平衡问题、长效荧光粉问题和配光问题等四个核心技术瓶颈:  核心技术1:高导热金属材质  目前上游龙企业,比如CREE已经可以做到的芯片光效可以达到130-150lm/W。但是LED结温高低直接影响到LED出光效率、器件寿命、可靠性、发射波长等。保持LED结温在允许的范围内,是大功率LED芯片制备、器件封装和器件应用等每个环节都必须重点研究的关键因素,尤其是LED器件封装和器件应用设计必须着重解决的核心问题。  现在主流的应用技术材质是用铝基板来封装,但是铝基板封装的芯片散热和光转换效率都存在技术核心瓶颈,不能有效地控制结温和稳定地维持高功率的光输出,并且应用会因为芯片光效越高,所需的铝基板面积就越大,会加大成本和应用体积,极为不便。所以如何走出此误区另辟新路是新的技术核心特点。  核心技术2:热平衡技术  LED器件采用专利热平衡散热结构关键技术,在保持低成本和被动散热方式的前提下,利用高导热介质,通过崭新的器件/灯具整体结构,成功降低热阻,有效降低PN结结温,使PN结工作在允许工作温度内,保持最大量光子输出。其特点如下:  (1)超低热阻材料,快速散热整体结构技术;  (2)高导热、抗UV封装技术;  (3)应用低环境应力结构技术;  (4)整体热阻<20K/W,结温<80度;  (5)LED光源照明模组工作温度控制在65℃以下。  核心技术3:高效荧光粉的应用  目前市场上所常用的白光LED发光荧光粉应用技术是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成,该技术是日本日亚化工在上世纪90年代末发明,并形成专利技术垄断。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉,受此蓝光激发后发出黄色光发射,峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。理论上对于In-GaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。但是这种传统的白光LED工艺基础上采用的还是蓝光LED,所以当色温偏高时,色彩会向蓝色偏移,而产生色飘,形成一定的光污染。必须采用在降低光效、降低整体热阻的情况下,方可实现相对的稳定,但是衰减情况还是不容乐观。  目前已商品化的第一种产品为蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉,其最好的发光效率约为35流明/瓦,YAG多为日本日亚公司的进口,价格在2000元/公斤;第二种是日本住友电工亦开发出以ZnSe为材料的白光LED,不过发光效率较差。  核心技术4:LED一次配光学的应用  目前全球LED行业内的主流做法是在封装LED芯片形成光源或光源模组以后,在做成灯具的时候再进行配光,这样采用的是原有传统光源的做法,因为传统光源是360°发光。如果要把光导到应用端,目前飞利浦的传统灯具做到最好的一款,光损失也达到40%。而我们国内众多的LED下游厂家应用的灯具光学参数其实都是芯片或者光源的光学参数,而不是整体灯具的的光学指标参数。  现在最先进的科学方法是在芯片封装上就做配光,一次把芯片的光导出来,维持最大的光输出,这样光损率只有5%-10%。随着技术的不断改进,光损率将会越来越低,光源的光效会越来越高。同样配有这样的光源灯具无需再做配光,相对的灯具效率将会大大提高,使之更为广泛地使用到功能性照明之中,形成相当规模的市场渠道。

LED照明的未来发展趋势

8. 未来LED照明产业将呈怎么样发展趋势 怎么样?

  资料来源:浙江艾科特科技有限公司
  LED照明替代传统的荧光灯和白炽灯照明将会重复电视背光源领域发生的LED对荧光灯(CCFL)的替代过程,可以发现LED相对CCFL背光价格差下降最快的时期,是LED背光渗透率出现快速上升时间段。
  在LED照明产品与传统照明产品的价格差快速下降过程中,LED照明渗透率将迅速上升。在LED产业界有一条由安捷伦公司RolandHaitz提出的Haitz定律,被认为是LED行业的摩尔定律。
  LED商业化以来,每流明成本($/lm)每年下降约20%,且从近年的数据来看,亮度提升和成本下降有加速的趋势。根据美国能源部的预测,白光LED封装的流明成本将从2009年的25$/klm,下降到2015年的2$/klm,平均每年的成本下降在30%以上,而2010-2012年间年均降幅接近40%.我们认为,2011-2012年将是LED与传统照明价差下降最快的时间段,LED照明渗透率将在此期间产生跨越式的增长。
  根据我们的测算,以$/lm为衡量单位,在2012年左右LED照明成本将降至荧光灯的两倍,如将LED相对荧光灯约2.5倍的寿命计算在内,将使得在2012年左右LED照明的总成本领先于荧光灯照明。因此,我们认为LED照明的大规模替代将在2011年底、2012年初启动,2011-2012年将是对LED照明产业的重要投资时点。
  在LED光源替代上同样会重复这样的过程,LED照明产品的替代首先在商业、工业领域发生,得到良好的示范作用后,再逐步普及至家用照明领域。目前传统照明包括荧光灯、白炽灯、卤素灯、HID,各占一般照明营收的36%、23%、16%、13%.随着白炽灯在各国的禁用,荧光灯对白炽灯的替代、LED灯对白炽灯和荧光灯的替代将会是同步进行的。由于商业、工业企业对电费成本更敏感、政府对企业节能减排要求愈加严格等原因,商业、工业领域对使用节能型照明产品表现更积极。
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