201*年度LED照明行業(yè)的總結(jié)與前景
201*年度LED照明行業(yè)的后顧與前瞻
201*年,被一部分行業(yè)內(nèi)外分析人士打上LED照明元年的標(biāo)簽。在遭遇了LED道路照明的寒冬之后,包括勤上、光宇等在內(nèi)的LED道路照明先驅(qū)們,也都開始加大在LED室內(nèi)商用照明領(lǐng)域的拓展。終端工程和經(jīng)銷市場也因為LED室內(nèi)商用照明潮水般迅猛的發(fā)展勢頭而開始大舉進(jìn)入應(yīng)用時代。有關(guān)LED照明企業(yè)開設(shè)專賣店、自建渠道和開經(jīng)銷商會議的聲音不絕于耳,更有危言聳聽者宣稱開不起LED專賣店就不配做LED。
隨著LED技術(shù)的成熟和整體價格下行,在商業(yè)、店鋪、酒店和餐飲等室內(nèi)照明領(lǐng)域,LED燈具已經(jīng)具備與傳統(tǒng)光源燈具競爭的資本。渠道布局是擺在所有照明燈具廠家面前不容回避的戰(zhàn)略課題,誰能掌握渠道,誰就能掌握未來競爭的主動。
201*年,LED照明應(yīng)用悄然由戶外轉(zhuǎn)向室內(nèi)商用
營銷迷局下渠道模式亟待變革
201*年北京奧運會,以水立方為標(biāo)志和起點,LED景觀量化照明燈具開啟了黃金時代。上海世博會、廣州亞運會、深圳大運會等大型賽事接踵而至,世博卷軸、廣州塔等標(biāo)志性項目為人津津樂道。一些代表性的企業(yè),比如廣茂達(dá)、朗波爾、銀雨、雅江和大峽谷等也依靠國內(nèi)各類市政或商業(yè)項目而穩(wěn)步發(fā)展并獲取了一定的知名度。但大工程項目往往競爭激烈,需要擺平的關(guān)系甚多,企業(yè)難通過分散的工程項目取得每年1億或以上的銷售收入就會陷入瓶頸,就連廣茂達(dá)和朗波爾這兩家工程照明實力最突出的兩家企業(yè)近兩年也開始在尋求市場化運作的轉(zhuǎn)型,開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品開拓經(jīng)銷渠道合作伙伴。
無獨有偶,在LED路燈風(fēng)起云涌的前幾年里,以勤上、中微、鴻寶等為代表的行業(yè)先驅(qū)們,義無反顧的率先從道路照明切入到LED照明應(yīng)用領(lǐng)域,同時因“十城萬盞”和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)扶持規(guī)劃、各級地方政府新建LED光電產(chǎn)業(yè)園和大量資本的涌入等多重因素的共同催化下,LED道路照明的虛假繁榮也拉開序幕。但僅僅兩年左右的時間,受制于LED道路燈具光衰、顯色性、均勻度、壽命和散熱等技術(shù)因素和盈利生存的問題,LED道路照明悄然由盛轉(zhuǎn)衰,這也為LED室內(nèi)商用照明發(fā)展創(chuàng)造了機(jī)遇。
一方面是LED照明企業(yè)的焦慮與無措,另一方面是傳統(tǒng)照明燈飾企業(yè)的觀望與跟隨。如果LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用專注在道路照明、景觀亮化和顯示屏領(lǐng)域,LED照明廠商即使有非常大的專業(yè)性和優(yōu)勢也構(gòu)不成對傳統(tǒng)照明企業(yè)的威脅,但LED一旦進(jìn)入室內(nèi)商用領(lǐng)域,則動了傳統(tǒng)照明燈飾企業(yè)的奶酪,渠道沖突會越來越明顯,也預(yù)示著生產(chǎn)企業(yè)營銷渠道模式亟待轉(zhuǎn)型。
201*年12月,作為LED領(lǐng)域垂直整合的代表德豪潤達(dá)在珠海召開LED照明產(chǎn)品經(jīng)銷商大會,其LED照明事業(yè)部總經(jīng)理丁龍是原飛利浦中國地區(qū)的渠道負(fù)責(zé)人。德豪潤達(dá)的總裁王東雷曾經(jīng)說,當(dāng)LED球泡燈價格控制在30元以內(nèi)的時候,進(jìn)入流通渠道就會有非常強(qiáng)大的競爭力。由此可以看出其意圖希望丁龍能為德豪潤達(dá)構(gòu)建LED照明燈具的營銷渠道網(wǎng)絡(luò)。實際上,德豪潤達(dá)并非第一家召開經(jīng)銷商會議的LED品牌。德豪潤達(dá)的做法與意圖只是LED照明企業(yè)的縮影。比如以三雄、浙江陽光和嘉美等為代表的傳統(tǒng)照明企業(yè)也開始加大LED燈具的研發(fā)力度,以宣傳和路演活動為手段,面向傳統(tǒng)經(jīng)銷商進(jìn)行大規(guī)模曝光與宣講。與此同時,銀雨、史福特、勤上光電和德豪潤達(dá)等LED照明企業(yè)則也相繼召開經(jīng)銷商大會,為渠道布局開始第一輪熱身。
這也正說明,201*年,照明行業(yè)部分企業(yè)已經(jīng)開始意識到渠道變革的重要性。
LED專賣店暫無生存盈利的土壤
但“渠道為王”是必須直面的真理
照明燈具營銷渠道,狹義而言,分工程(隱形)渠道和流通(經(jīng)銷)渠道。工程渠道即是依靠市政或商業(yè)工程項目而實現(xiàn)燈具銷售的銷售渠道。工程渠道的特點是項目分散不集中,需要整合產(chǎn)品、品牌、工程承包、業(yè)主和設(shè)計師等領(lǐng)域的資源,燈具規(guī)格和種類繁多,且往往需要按需定制,照明企業(yè)往往采用公司扮演的是綜合服務(wù)商的角色,靠公司內(nèi)部銷售人員全程跟進(jìn)整個項目。
流通渠道即是利用分銷、代理或加盟商等中間合作伙伴面對終端客戶進(jìn)行產(chǎn)品銷售的銷售渠道。流通渠道管理的是人和經(jīng)銷商群體,對產(chǎn)品要求是標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化、價格合理,能大規(guī)模量產(chǎn)。一般傳統(tǒng)商業(yè)照明和家居燈飾企業(yè)采用尋找代理加盟商的流通渠道方式進(jìn)行產(chǎn)品銷售。據(jù)行業(yè)人士估計,傳統(tǒng)流通渠道的經(jīng)銷商在中國有10萬之眾。
就目前而言,傳統(tǒng)照明燈飾企業(yè)兩極分化比較嚴(yán)重,以吸頂燈為主專注在家居照明產(chǎn)品的歐普照明,以流通零售渠道為主。歐普在全國擁有10,000家直營店或加盟店構(gòu)成的能覆蓋三四級市場的龐大網(wǎng)點,并率先導(dǎo)入CIS統(tǒng)一專賣店形象與標(biāo)準(zhǔn)。如果按平均每個網(wǎng)點每個月營業(yè)額為20,000元,其全年的銷售收入就可達(dá)24億元人民幣(實際可能更高)。
傳統(tǒng)照明渠道經(jīng)營非常成功的另一個代表是雷士。1999年到201*年,雷士照明利用開設(shè)專賣店模式的雷士超過了1000家,幾乎覆蓋國內(nèi)所有的地級市和發(fā)達(dá)區(qū)域的縣級市,進(jìn)入201*年,由于眾多的專賣店各自為戰(zhàn)單純依靠雷士的管理體系很難實現(xiàn)對專賣店的深度掌控。于是雷士成立省級的運營中心由公司與經(jīng)銷商共同設(shè)立,雙方共同經(jīng)營,將網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)到縣鎮(zhèn)一級,網(wǎng)點數(shù)量計劃達(dá)到18000個。
不管是自建渠道,還是通過協(xié)助經(jīng)銷商開拓工程或流通市場,從以上兩家中國最有優(yōu)秀的照明企業(yè)用營業(yè)額詮釋了何為“渠道為王”。但目前LED照明企業(yè)受制于LED在照明燈具的滲透率和價格等制約因素更多的是通過工程經(jīng)銷商、EMC節(jié)能改造、和工程招投標(biāo)等渠道進(jìn)行產(chǎn)品銷售。
眾所周知,中國市場是以政府為主導(dǎo)的市場,各級地方政府往往因地方稅收和政績原因會優(yōu)先支持本土LED企業(yè)發(fā)展,甚至?xí)幌в嗔Φ挠檬袌鰮Q投資。但畢竟最值錢的是“關(guān)系”,最不靠譜的也是“關(guān)系”。一家LED照明企業(yè)要想在全國各地都能開拓當(dāng)?shù)氐馁Y源打敗競爭對手,難度是非常大的,同時也是因為受制于LED高企的價格,越來越多的LED照明企業(yè)就開始將眼光首先轉(zhuǎn)向傳統(tǒng)照明的工程經(jīng)銷商,依托經(jīng)銷商區(qū)域性的力量開拓當(dāng)?shù)厥袌觥?/p>
傳統(tǒng)照明燈飾的專賣店、直營店和加盟店方式被部分敢吃螃蟹的企業(yè)開始嘗試,但實際上據(jù)筆者了解和行業(yè)人士溝通得出一個結(jié)論:目前開設(shè)的LED專賣店,展廳展示功能大于渠道銷售功能。LED進(jìn)入專賣,必須具備幾個要素:第一是產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定能進(jìn)行展柜專賣那樣標(biāo)準(zhǔn)化展示;第二能有傳統(tǒng)照明燈飾那樣多的款式與產(chǎn)品類別;第三,專業(yè)的導(dǎo)購人員能夠?qū)ED燈具優(yōu)勢功能差異說清楚;第四終端市場對LED價格能夠接受,理念能夠認(rèn)同。最根本的問題在于,專賣店或代理加盟費用高昂,企業(yè)或合作伙伴能否賺到錢是關(guān)鍵,但目前看來,LED專賣店并沒有生存盈利的土壤。
傳統(tǒng)照明與LED照明企業(yè)之間競爭將加劇
201*年,破解渠道沖突是關(guān)鍵
筆者認(rèn)為,面對LED在照明應(yīng)用領(lǐng)域的滲透率越來越高,未來的照明市場,在營銷渠道和模式上會出現(xiàn)一些變革,競爭也會非常的激烈。對照明企業(yè)而言必須采取審慎的態(tài)度。實際上,傳統(tǒng)照明與LED照明企業(yè)之間的競爭會表現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,人才之爭。人才之間的競爭有互挖墻腳的非常有趣的現(xiàn)象,LED照明燈飾企業(yè)希望有傳統(tǒng)渠道運作經(jīng)驗和資源的人加盟,因此把眼光盯雷士、三雄和歐普等在職或過往人才;傳統(tǒng)照明企業(yè)則把眼光集中到勤上、史福特這樣的LED專業(yè)燈具制造企業(yè)的技術(shù)人員。
第二,工程項目之爭。節(jié)能減排和LED燈具價格下行、技術(shù)更成熟品質(zhì)更穩(wěn)定的大勢不可逆轉(zhuǎn),傳統(tǒng)照明企業(yè)在LED燈具的開發(fā)力度也將加大,將有更多的傳統(tǒng)照明企業(yè)參與LED工程項目的招投標(biāo)中。未來工程項目信息戰(zhàn)也將打響。第三,隱形渠道之爭。隱形渠道包含業(yè)主、工程公司、建筑事務(wù)所和設(shè)計院、設(shè)計師(建筑師、室內(nèi)設(shè)計師、燈光設(shè)計師、景觀規(guī)劃師等),隨著照明設(shè)計師群體素質(zhì)提高和人數(shù)增多,光環(huán)境會被越來越多的業(yè)主和建筑師等重視。另外,跨界設(shè)計師之間如何用LED照明去融合也會是一個很大的特點。從日前舉行的第四屆光影空間六方國際峰會也可看出端倪。
第四,傳統(tǒng)照明燈飾經(jīng)流通經(jīng)銷商之爭。隨著在LED燈具價格、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和款式都趨于穩(wěn)定,終端用戶對LED的接受程度提高,傳統(tǒng)照明燈飾經(jīng)銷商面對更多的LED照明品牌有了更大選擇,對代理LED燈具的客觀條件和市場因素更加成熟,因此LED照明品牌對傳統(tǒng)經(jīng)銷商的需求會更大。
那么,面對這幾個方面的劇烈競爭,在渠道上可以從哪幾個方面入手呢?
一、合理利用和適應(yīng)EMC合同能源管理帶來的轉(zhuǎn)變。隨著碳排放交易在全球各地包括在中國的導(dǎo)入、運行,節(jié)能減排的政策支持和執(zhí)行、EMC合作形式的摸索之后更加規(guī)范等,可以預(yù)見EMC合同能源管理的渠道會持續(xù)完善。比如深圳達(dá)進(jìn)精電靠EMC項目今年銷售做到了6個億左右,勤上和洲明等上市企業(yè)也專門成立了EMC項目部門,中信集團(tuán)成立中信能源公司專注做節(jié)能改造也是EMC發(fā)展的結(jié)果。因此,一批能源管理公司和節(jié)能改造公司等第三方機(jī)構(gòu)會成為LED照明燈具的新渠道,這是傳統(tǒng)燈具所沒有的特點之一。
二、自建渠道,培養(yǎng)與LED照明時代共同發(fā)展的新型經(jīng)銷商。上個世紀(jì)90年代,隨著中國房地產(chǎn)市場的放開,古鎮(zhèn)等廣東地區(qū)作為照明燈飾基地開始形成,當(dāng)時的買方市場導(dǎo)致誰賣燈誰賺錢。經(jīng)過20年的發(fā)展形成現(xiàn)今穩(wěn)定的照明燈飾經(jīng)銷商群體。LED燈具目前在國內(nèi)看似繁榮,但距離終端用戶的接受程度還有一定的過程。我們有理由相信,有工程和區(qū)域關(guān)系的個人或組織能乘著LED的東風(fēng),或許能重走照明燈飾經(jīng)銷商群體形成和發(fā)展過程的老路。事實上,也確實有一批伴隨隨LED景觀亮化工程企業(yè)而成長起來的LED經(jīng)銷商。因此,獨立于傳統(tǒng)經(jīng)銷商渠道之外去培養(yǎng)和發(fā)展忠于LED照明品牌的經(jīng)銷商是可選擇的方式。三、面向集團(tuán)化客戶,超越現(xiàn)有渠道,設(shè)立大客戶(KA)事業(yè)部。十二五規(guī)劃中節(jié)能減排的要求,越來越多的國企、市政機(jī)構(gòu)、公共設(shè)施和大型商超、工廠等區(qū)域的用電量會被嚴(yán)格控制。LED節(jié)能與碳排放數(shù)據(jù)掛鉤,一些公共場所和集團(tuán)客戶對LED需求會更大。比如從201*年左右開始,霍尼韋爾朗能為沃爾瑪超市進(jìn)行燈具改造,用LED日光燈管替換節(jié)能燈管,對于節(jié)能效果作用比較明顯;比如201*年4月15日北京沃爾瑪百貨有限公司望京分店被中國連鎖經(jīng)營協(xié)會(CCFA)授予“百家低碳示范商店”稱號。該門店廣泛采用LED節(jié)能燈作普通照明、安裝節(jié)能冷凍柜、余熱回收裝置、關(guān)閉非高峰時期部分照明。截至201*年底,與201*年普通門店相比,沃爾瑪新的節(jié)能示范店能效提高40.16%,超過原計劃能效提高40%的目標(biāo)等等。
擴(kuò)展閱讀:201*年LED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢總結(jié)
201*年LED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢總結(jié)
LED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
一,技術(shù)現(xiàn)狀
當(dāng)前LED在照明領(lǐng)域還面臨一些問題。它之所以能夠引起人們的高度關(guān)注,主要是因為它在節(jié)能、環(huán)保、長壽、可使用安全低電壓點燃及造型多樣性等方面的特點是傳統(tǒng)燈具無法比擬的,可是目前市面上的led照明產(chǎn)品由于受其使用的材料、制造工業(yè)及成本等因素限制,不能充分展現(xiàn)這些特點。這些產(chǎn)品即旁且雜。按使用環(huán)境來區(qū)分主要有戶外和戶內(nèi)燈具,例如在戶外燈具上主要有:路燈、景觀燈、建筑用射燈、汽車燈、洗墻燈、泛光燈等;戶內(nèi)燈具主要有PAR燈系列、GU(5.3、10)(MR16)系列、日光燈系列(以T8為主)、燭形燈系列、筒燈系列、嵌燈系列、壁燈、天花燈、幕墻等、軌道燈等等。按出光方向又可分為定向燈和非定向燈。然而遺憾的是,不管這些燈具從外形還是用途上看,我們都能找到傳統(tǒng)燈具的影子。換言之,在目前的照明領(lǐng)域,LED還沒有給自己定位,沒有完全屬于自己東西。這嚴(yán)重影響了LED在照明領(lǐng)域的發(fā)展。
在技術(shù)方面LED也面臨一些難題。例如散熱,據(jù)相關(guān)研究和多年工作總結(jié),目前,一款好的光源設(shè)計可使電-光轉(zhuǎn)換效率達(dá)到30%左右。但仍有70%的電能轉(zhuǎn)換成熱能。拿一個5W的led球泡燈為例,假設(shè)驅(qū)動的效率是80%,那么光源就得到4W的功率,按30%的電-光轉(zhuǎn)換效率,仍然有2.8W的電能轉(zhuǎn)換成熱能,加上前面驅(qū)動板的約1W的損耗,一個5W的球泡燈就要產(chǎn)生3.8W的熱能。這就是我們設(shè)計的led燈具溫升居高不下的主要原因。
下圖是某光源的溫升對正向電流的曲線圖:
從圖中我們可以看出,當(dāng)LED工作的環(huán)境溫達(dá)到70°時,正向電流就開始下降,達(dá)到125°,電流基本上下降到不及正常值的30%。這些變化會使光輸出迅速下降,且嚴(yán)重影響LED壽命。為了能把LED結(jié)溫降下來,在設(shè)計led燈具時,我們通常會配上專用的散熱器。目前用來散熱的材料主要有鋁、工程導(dǎo)熱塑膠、陶瓷等。鋁材由于其較高的導(dǎo)熱系數(shù)和加工便利,目前應(yīng)用最廣泛,其中又因加工不同而分為拉伸、壓鑄、插片等。利用工程塑膠實現(xiàn)散熱是最近才興起的一種方式,它不僅熱阻較低,還同時具有結(jié)緣特性,這對LED燈具分毫必爭的空間顯得尤為珍貴。另外它還可以根據(jù)需要輕松的加工成不同的形狀,未來潛力無限。但成本目前還相對較高。至于陶瓷,雖然熱阻很低,但由于加工不易,目前只有部分光源晶片的載體采用到。
在光效方面,雖然有些燈具已達(dá)到90lm/W,甚至在實驗室里單顆光源的效率已達(dá)到250lm/W,但仍有非常大的挖掘潛力。提高光效是提高電-光轉(zhuǎn)換效率的最直接的辦法,對散熱也有很大的幫助。
其次,光源的顯色性也同樣是個需要改善的地方。目前的白光LED主要通過兩種途徑獲得,一種是由紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED配光得到,這不僅增加了成本和設(shè)計難度,色溫的漂移也是個不容易克服的問題。另外一種是通過藍(lán)光與黃色熒光粉進(jìn)行混光來實現(xiàn),通過這種方式獲得的白光不僅色溫漂移小,光效也得到很大的提高。目前市場上的白光LED大多是通過這種途徑得到的。由于這種白光在混色時缺少紅光和綠光,在顯色性方面就大打折扣,F(xiàn)在市面上的產(chǎn)品能達(dá)到80%的顯色性已經(jīng)算是不錯了。
在成本方面,目前雖然前期設(shè)計時盡可能的降低,但普通的消費者仍然很難接受。在LED燈具整個成本中,僅光源就占據(jù)了70%?上攵,要想降低成本,必須從光源入手。可是目前光源的定價權(quán)掌握在如CREE、LUMILED、NicHIA、LUXEN、ORSMO等國際巨頭手中,降價注定是個緩慢的過程。
技術(shù)落后成“短板”企業(yè)多居產(chǎn)業(yè)鏈下游
表面上,led照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展得熱火朝天,然而,繁榮背后的隱憂,也隨之浮出水面。
LED照明市場如同一個做大的“蛋糕”,引來八方的人們前來分羹。然而,不少人只是想渾水摸魚,也有的只求短線牟利。作為世界最大的照明市場,我國LED上中游技術(shù)環(huán)節(jié)薄弱成為了一塊硬傷!201*年高亮度LED市場回顧與展望》報告中指出,201*年中國LED制造商占全球高亮度LED市場總產(chǎn)值僅2%的比例,且相關(guān)技術(shù)仍落后國際大廠約三到五年。我國led芯片及器件產(chǎn)品大多集中在小功率、中低檔領(lǐng)域。國產(chǎn)芯片盡管售價僅為進(jìn)口芯片的1/10,但占國內(nèi)市場不足10%。除此之外,高亮度功率型LED芯片、器件80%以上均依賴進(jìn)口。外延生產(chǎn)用關(guān)鍵設(shè)備MOCVD和外延片襯底、封裝用的高性能硅膠、環(huán)氧樹脂、熒光粉等原材料基本也要依靠進(jìn)口。
而業(yè)內(nèi)人士表示,在整個產(chǎn)業(yè)鏈中,上游的利潤回報最高。而上游的核心專利技術(shù)集中在日本Nichia(日亞)、Cree(美國科銳)、Osram(德國歐司朗)等為數(shù)不多的海外巨頭手中。在外延片和芯片領(lǐng)域,美國和日本企業(yè)也處于壟斷優(yōu)勢,拿走了60%以上的利潤。大部分中國led企業(yè),只能在產(chǎn)業(yè)鏈末端的封裝領(lǐng)域,爭奪余下不到40%的利潤,大量LED企業(yè)依靠政府市政工程生存,憑借補貼盈利。目前,LED照明在城市照明建設(shè)、照明裝飾酒店等領(lǐng)域越來越普及。LED的發(fā)展步伐雖然明顯加快,但由于缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,有專家擔(dān)心其市場會因為產(chǎn)品的質(zhì)量問題而變得混亂。另據(jù)相關(guān)媒體報道,有個別地方的LED裝飾燈因為光衰嚴(yán)重,已被拆卸。
此外,價格也一度是企業(yè)“賣”LED照明時最頭疼的問題。在某燈具批發(fā)城,一位經(jīng)銷商向記者介紹,“我們一般都不愛賣led燈。因為LED的價格實在和節(jié)能燈、白熾燈差距太大了。比如,3W的LED燈售價20元,7W的就要90元,而節(jié)能燈只要10元左右,白熾燈更只需要1元錢;且在尋常百姓看來,一盞兩盞LED燈的節(jié)能效果實在無關(guān)緊要。”
二,市場現(xiàn)狀
縱觀國內(nèi)LED照明市場,可以發(fā)現(xiàn)真正火熱的,只是以裝飾照明、手電筒、小型燈具等為主的中小功率LED照明市場而已。由于市場對其光效、顯色指數(shù)要求不高,因此功能實現(xiàn)比較容易,F(xiàn)階段,國內(nèi)涉足LED照明的電源廠商,出貨多以這類中小功率產(chǎn)品為主,月出貨量基本都在KK級/月左右。
大功率led照明應(yīng)用可分為兩類:一類是替換方案,即將LED照明燈具的燈座設(shè)計成與目前被廣泛使用的節(jié)能燈、白熾燈燈座兼容,用戶在選用LED照明燈具時,不用對現(xiàn)階段的照明電路進(jìn)行改造,直接替換成led燈具即可使用,這類方案的代表產(chǎn)品有LED燈泡、LED日光燈等;另一類是非替換方案,即使用LED照明燈具時,需要按照其直流供電的特殊原理進(jìn)行全新的電路布局,這類方案的代表產(chǎn)品有新能源LED路燈等。
然而這兩類燈具在現(xiàn)階段的發(fā)展中,都遇到了各自的瓶頸。例如LED燈泡類,其作為替換方案中的一種,在民用市場中占有很大的市場份額。燈泡的燈座形狀限制了LED照明電源模塊的尺寸!霸谌绱霜M小的空間中塞進(jìn)AC/DC、DC/DC、保護(hù)電路、驅(qū)動芯片絕非易事。因為尺寸極大受限,所以廠商只能先滿足功能,放棄部分性能。而被放棄的部分,往往是最關(guān)鍵的電路保護(hù)模塊,這導(dǎo)致很多替換型LED燈泡EMI/EMC不達(dá)標(biāo),電源模塊轉(zhuǎn)換效率很難提升,有的甚至存在安全隱患。”而真正與民生相關(guān)的、最大化體現(xiàn)LED節(jié)能價值的大功率led照明,在國內(nèi)還處于技術(shù)發(fā)展初期。目前,在大功率LED照明市場中,無論是民用照明的普通燈泡、公共照明的日光燈,還是基礎(chǔ)建設(shè)用到的路燈,LED照明的滲透情況都不樂觀。而且經(jīng)過調(diào)查,目前正在使用中的以上幾類大功率LED照明燈具的性能參數(shù)也都不理想。許多LED照明電源廠商在大功率照明模塊的出貨量僅為幾K而已。
除了犧牲保護(hù)電路以及安全性能,空間受限還一定程度上殃及了LED燈具的壽命。LED照明電源模塊壽命較短,拖了LED燈具長壽命性能的后腿,這是業(yè)界普遍的共識,這也和電路板尺寸受限,性能方面設(shè)計不到位有關(guān)。例如,人們普遍質(zhì)疑LED照明電源模塊中電解電容的工作溫度、工作壽命,但是電解電容的高密度可以緩解電路板尺寸受限的窘境。因此,該不該用電解電容,也是電源模塊廠商們需要平衡的問題。
目前,商場、醫(yī)院等公共場所多使用日光燈管,LED日光燈作為替換方案在這些區(qū)域有很大的應(yīng)用空間,因此也成為燈具廠商們重點跟進(jìn)的目標(biāo)之一。相比LED燈泡,日光燈管在尺寸上有很大的回旋余地供電源廠商進(jìn)行性能優(yōu)化。盡管現(xiàn)階段市面上的LED日光燈多將LED芯片直接封裝在鋁基板中,一定程度上緩解了LED芯片的散熱問題,但是LED日光燈的產(chǎn)品品質(zhì)仍然存在很大的不足。根據(jù)美國能源部201*年9月完成的第9輪商用LED產(chǎn)品評估報告(CALiPER)顯示,參與測試的LED日光燈管(T8熒光燈管替代方案)顯色指數(shù)非常低,在62-76之間,遠(yuǎn)低于熒光燈管的83;LED日光燈管的色度偏移也超出了ANSI定義的白光產(chǎn)品公差范圍;制造商承諾的光輸出效率超出實際的30%~50%.根據(jù)該測試結(jié)果,美國能源部認(rèn)為,所測試的LED日光燈均未達(dá)到T8熒光燈管參照燈的燈具效率,因此不可以一對一的進(jìn)行替換。
三,驅(qū)動IC現(xiàn)狀
1、主要供貨商以國際ic大廠為主
led驅(qū)動IC由于控制電子產(chǎn)品的LED發(fā)光質(zhì)量,因此芯片的質(zhì)量及穩(wěn)定度相當(dāng)重要,相較之下,國際大廠設(shè)計能力較佳,品牌知名度與質(zhì)量保證也有較高水平,在此一市場占有較大的占有率,而在價格方面,由于LED驅(qū)動IC占終端電子產(chǎn)品的成本比重相當(dāng)?shù),廠商通常不會以價格做為首要考慮,主要是產(chǎn)品特性與產(chǎn)品信賴度能達(dá)到要求,而且在LED驅(qū)動IC通過電子產(chǎn)品認(rèn)證進(jìn)入供應(yīng)煉后,一般也不會輕易更換供應(yīng)廠商。
2、全球前10大LED驅(qū)動IC供應(yīng)商占產(chǎn)值的55%
數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,全球前10名的LED驅(qū)動IC供應(yīng)商,占據(jù)了整個產(chǎn)值的55%,約30集成電路供應(yīng)商和下屬制造商分享了余下的44%。
隨著美國國家半導(dǎo)體公司被德州儀器收購,德州儀器是目前排名第一的LED驅(qū)動IC供應(yīng)商。德州儀器(TI)在201*年擁有17%的市場份額。美國國家半導(dǎo)體公司(NSC)排名第二。盡管國家半導(dǎo)體公司已經(jīng)被德州儀器收購,但直到201*年底才會徹底并入德州儀器。因此兩家公司在201*年仍然彼此獨立。Mitess表示,TI和NSC兩家公司合并后,將會牢牢占據(jù)LED驅(qū)動IC四分之一的市場。
在技術(shù)方面,憑借著先進(jìn)的高壓BCD工藝,能夠在200毫米或更大直徑的晶圓上進(jìn)行生產(chǎn)制造,在未來的LED驅(qū)動器市場,德州儀器將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
3、臺企來勢洶洶,加快布局LED驅(qū)動IC
據(jù)了解,LED急劇擴(kuò)張下,企業(yè)紛紛爭奪驅(qū)動IC市場。臺灣地區(qū),臺積電、聯(lián)電、鴻海、臺達(dá)電等龍頭廠商為掌握led燈源和背光源模塊關(guān)鍵組件,競相部署旗下的LED驅(qū)動IC廠。
除此之外,為拓展?fàn)I運版圖,國內(nèi)奇美、友達(dá)兩大面板龍頭的垂直整合布局已從LED擴(kuò)展至LED驅(qū)動IC,聚積科技不斷推出新技術(shù)產(chǎn)品,為品牌搖旗吶喊。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,201*年,臺灣整體LED驅(qū)動IC需求量達(dá)2.7億顆,出貨將增128.4%。隨著臺灣IC設(shè)計業(yè)者在產(chǎn)品技術(shù)陸續(xù)到位后,將以較優(yōu)異的供應(yīng)鏈彈性和較低價格,相比國際IC廠商,獲得更強(qiáng)勁的出貨量。因此,預(yù)估201*年,臺灣驅(qū)動IC將達(dá)1.3億顆,較201*年5740萬顆大幅成長128.4%,優(yōu)于同期國際晶片供應(yīng)廠商52.2%成長幅度。
四,我國各區(qū)域間LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
珠三角作為LED生產(chǎn)的主要基地,魚龍混雜的缺點一直為行業(yè)人士所批判,低生產(chǎn)實力、低技術(shù)含量是大多數(shù)中小型企業(yè)的致命弱點。盡管如此,珠三角仍是我國LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地,它的動作代表著我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢和走向。近兩年,我們也欣喜地看到一些變化:越來越多的led企業(yè)著眼市場,尋找適合自己產(chǎn)品的渠道,注重市場競爭的差異性優(yōu)勢;漸漸加強(qiáng)對自身品牌的宣傳和培養(yǎng);重視區(qū)域整體環(huán)境,開始規(guī)范市場競爭秩序。
中山LED——低端、量化的應(yīng)用作坊模式
中山的LED成品企業(yè)大概有500家左右,主要以應(yīng)用為主。其產(chǎn)品主要市場集中在民用與景觀照明方面。燈珠等原材料生產(chǎn)企業(yè),大概也有30家左右,中山地區(qū)企業(yè)由于介入LED較晚,技術(shù)含量不高,準(zhǔn)入門檻較低,同質(zhì)化嚴(yán)重,也使得整個市場較為混亂,低端競爭激烈。
以中山古鎮(zhèn)為代表的LED市場簡直可以用“亂、差”來形容,主要存在的問題概括如下:
1、市場凌亂,產(chǎn)品單一,從外形結(jié)構(gòu)設(shè)計來看,都存在單調(diào)的問題。
2、光源亂用,國產(chǎn),臺系,歐美,日系,韓系...都有,拿最普通的1W白光而言,價格從十幾元到二三元不等,而這些因素也決定了光源的光通量,光衰,壽命等千差萬別。
3、散熱問題突出:中山古鎮(zhèn)大部分廠家簡單借鑒傳統(tǒng)照明的特點,沒能很好的理解LED作為半導(dǎo)體的電性特點,生搬硬套,一味的降低材料成本,這也是導(dǎo)致LED壽命短的原因之一。4、電源濫用:從專業(yè)的角度來看,電源沒有幾家做得好,當(dāng)然可能是這個地區(qū)的研發(fā)實力不是太強(qiáng),造成了現(xiàn)在LED驅(qū)動電源的亂行,安規(guī)不過,EMC不過,什么不過都行,只要燈亮就可以!
5、無標(biāo)準(zhǔn),基本上全是山寨貨,是個廠都在弄led燈具,而且還有相當(dāng)一部分在做出口!
6、所謂的CCC,F(xiàn)CC,CE認(rèn)證基本上是拉虎皮當(dāng)大旗,十有八九是假的。中山古鎮(zhèn)的市場整改是勢在必行的事。
深圳LED——所謂高品質(zhì)高價格產(chǎn)品
深圳是我國最早的LED產(chǎn)業(yè)區(qū)之一。早在1997年左右,深圳的一些廠家就看到LED產(chǎn)品的好處,不少外貿(mào)公司也將LED產(chǎn)品的配件,特別是發(fā)光二極管交給深圳廠家制造。如今,雖然深圳制造LED產(chǎn)品的廠家每年都有所增加,但真正在經(jīng)銷商和消費者心目中還是外國品牌占主導(dǎo)地位。深圳市從事led技術(shù)及產(chǎn)品研究、開發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用的企業(yè)約達(dá)201*多家,大部分屬于LED封裝和應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。從事LED的高新技術(shù)企業(yè)有97家,約占深圳市高新技術(shù)企業(yè)2835家中的3.5%。深圳市相關(guān)企業(yè)中,屬于芯片生產(chǎn)僅有一家,對產(chǎn)品生產(chǎn)至關(guān)重要的半導(dǎo)體材料、熒光粉的生產(chǎn)企業(yè)更是一家都沒有。無論是技術(shù)、工藝、設(shè)備、關(guān)鍵原材料都需要引進(jìn)。
一直以來,深圳led企業(yè)存在著一些問題:
1、一直注重外貿(mào),不注重國內(nèi)市場,造成企業(yè)知名度很低;
2、缺乏核心技術(shù)。真正的核心技術(shù)仍然掌握在國際化巨頭手里;
3、不注重零售市場。幾乎所有的LED廠家都知道,零售市場是個極大的礦山,但是卻沒有辦法去開發(fā);
4、深圳LED廠家不注重自我宣傳,這造成其在國內(nèi)市場信息不流通,品牌形象較弱。5、深圳部分LED新廠為了生存導(dǎo)入山寨手機(jī)模式,甚至低于成本價沖殺市場,極大的損害了“深圳”牌形象。因此,作為未來的主導(dǎo)產(chǎn)品,深圳急切呼喚LED領(lǐng)頭羊的出現(xiàn)。
LED新星——江門、佛山、珠海周邊城市正在崛起
江門、佛山、珠海等地的LED生產(chǎn)企業(yè)相對深圳與中山來說,數(shù)量要少一點,隨著國家“十城萬盞”、上海世博會采用led燈具,LED在各個領(lǐng)域上逐漸廣泛應(yīng)用。江門、佛山、珠海等地的LED企業(yè)也如雨后春筍般的涌現(xiàn),正在步履蹣跚的崛起。中國龍頭企業(yè)鶴山銀雨處于主導(dǎo)地位、佛山的國星光電也是老牌企業(yè),但是LED迫切需要注進(jìn)新的血液,需要一批后起之秀來引領(lǐng),如果還是以前的模式來運作,深圳永遠(yuǎn)是出口基地,沒品牌信譽度可言、中山永遠(yuǎn)是技術(shù)含量低的山寨型作坊,這只會導(dǎo)致國外巨頭,如:飛利浦、歐司朗進(jìn)入中國市場來分一杯羹。
江門市一直致力于打造LED產(chǎn)業(yè)基地,近年來政府在財政上拿出不菲的資金、政策來鼓勵LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展。廣東聚科照明股份有限公司就是其中的一家,該公司致力于打造LED白光高端封裝,初入這個市場就得到了很高的呼聲,一個具有規(guī);钠髽I(yè)一定能正確引導(dǎo)LED的發(fā)展方向,相信江門市往后會再多一代表本土高新科技的企業(yè)進(jìn)來。
LED處在白熱化階段,更需要提高警惕,LED最終會經(jīng)歷如電視機(jī)的時代,大浪淘沙、適者生存,誰能留守到最后,誰就能笑得最后。LED企業(yè)必須時刻鞭策自己“低調(diào)做人、高調(diào)做事”,埋頭練好內(nèi)功,“冰封三尺、非一日之寒”,只有踏踏實實的做好自己的本職工作,LED才能穩(wěn)步發(fā)展、迅猛騰飛,我們才能真正享受低碳時代。
LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
一,高功率LED的封裝基板發(fā)展趨勢長久以來顯示應(yīng)用一直是led發(fā)光元件主要訴求,并不要求LED高散熱性,因此LED大多直接封裝于一般樹脂系基板,然而201*年以后隨著LED高輝度化與高效率化發(fā)展,尤其是藍(lán)光LED元件的發(fā)光效率獲得大幅改善,液晶、家電、汽車等業(yè)者也開始積極檢討LED的適用性。
技術(shù)上高功率LED封裝后的商品,使用時散熱對策實為非常棘手,而此背景下具備高成本效率,且類似金屬系基板等高散熱封裝基板的產(chǎn)品發(fā)展動向,成為LED高效率化之后另1個備受囑目的焦點。
1,高效率化金屬基板備受關(guān)注
硬質(zhì)金屬系封裝基板是利用傳統(tǒng)樹脂基板或是陶瓷基板,賦予高熱傳導(dǎo)性、加工性、電磁波遮蔽性、耐熱沖擊性等金屬特性,構(gòu)成新世代高功率LED封裝基板。
高功率LED封裝基板是利用環(huán)氧樹脂系接著劑將銅箔黏貼在金屬基材的表面,透過金屬基材與絕緣層材質(zhì)的組合變化,制成各種用途的LED封裝基板。
高散熱性是高功率LED封裝用基板不可或缺的基本特性,因此上述金屬系LED封裝基板使用鋁與銅等材料,絕緣層大多使用高熱傳導(dǎo)性無機(jī)填充物(Filler)的環(huán)氧樹脂。鋁質(zhì)基板是應(yīng)用鋁的高熱傳導(dǎo)性與輕量化特性制成高密度封裝基板,目前已經(jīng)應(yīng)用在冷氣空調(diào)的轉(zhuǎn)換器(Inverter)、通訊設(shè)備的電源基板等領(lǐng)域,也同樣適用于高功率LED封裝。
一般而言,金屬封裝基板的等價熱傳導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)大約是2W/mK,為滿足客戶4~6W/mK高功率化的需要,業(yè)者已經(jīng)推出等價且熱傳導(dǎo)率超過8W/mK的金屬系封裝基板。由于硬質(zhì)金屬系封裝基板主要目的是支持高功率LED封裝,因此各封裝基板廠商正積極開發(fā)可以提高熱傳導(dǎo)率的技術(shù)。
硬質(zhì)金屬系封裝基板的主要特征是高散熱性。高熱傳導(dǎo)性絕緣層封裝基板,可以大幅降低led芯片的溫度。此外基板的散熱設(shè)計,透過散熱膜片與封裝基板組合,還望延長LED芯片的使用壽命。金屬系封裝基板的缺點是基材的金屬熱膨脹系數(shù)非常大,與低熱膨脹系數(shù)陶瓷系芯片元件焊接時情形相似,容易受到熱循環(huán)沖擊,如果高功率LED封裝使用氮化鋁時,金屬系封裝基板可能會發(fā)生不協(xié)調(diào)的問題,因此必須設(shè)法吸收LED模塊各材料熱膨脹系數(shù)差異造成的熱應(yīng)力,藉此緩和熱應(yīng)力進(jìn)而提高封裝基板的可靠性。
2,封裝基板業(yè)者積極開發(fā)可撓曲基板
可撓曲基板的主要用途大多集中在布線用基板,以往高功率晶體管與ic等高發(fā)熱元件幾乎不使用可撓曲基板,最近幾年液晶顯示器為滿足高輝度化需求,強(qiáng)烈要求可撓曲基板可以高密度設(shè)置高功率LED,然而LED的發(fā)熱造成LED使用壽命降低,卻成為非常棘手的技術(shù)課題,雖然利用鋁板質(zhì)補強(qiáng)板可以提高散熱性,不過卻有成本與組裝性的限制,無法根本解決問題。
高熱傳導(dǎo)撓曲基板在絕緣層黏貼金屬箔,雖然基本結(jié)構(gòu)則與傳統(tǒng)撓曲基板完全相同,不過絕緣層采用軟質(zhì)環(huán)氧樹脂充填高熱傳導(dǎo)性無機(jī)填充物的材料,具有與硬質(zhì)金屬系封裝基板同等級8W/mK的熱傳導(dǎo)性,同時兼具柔軟可撓曲、高熱傳導(dǎo)特性與高可靠性。此外可撓曲基板還可以依照客戶需求,將單面單層面板設(shè)計成單面雙層、雙面雙層結(jié)構(gòu)。
高熱傳導(dǎo)撓曲基板的主要特征是可以設(shè)置高發(fā)熱元件,并作三次元組裝,亦即可以發(fā)揮自由彎曲特性,進(jìn)而獲得高組裝空間利用率。
根據(jù)實驗結(jié)果顯示使用高熱傳導(dǎo)撓曲基板時,LED的溫度約降低100C,此意味溫度造成LED使用壽命的降低可望獲得改善。事實上除了高功率LED之外,高熱傳導(dǎo)撓曲基板還可以設(shè)置其它高功率半導(dǎo)體元件,適用于局促空間或是高密度封裝等要求高散熱等領(lǐng)域。
有關(guān)類似照明用LED模塊的散熱特性,單靠封裝基板往往無法滿足實際需求,因此基板周邊材料的配合變得非常重要,例如配合3W/mK的熱傳導(dǎo)性膜片,可以有效提高LED模塊的散熱性與組裝作業(yè)性。
3,陶瓷封裝基板對熱歪斜非常有利如上所述白光LED的發(fā)熱隨著投入電力強(qiáng)度的增加持續(xù)上升,led芯片的溫升會造成光輸出降低,因此LED封裝結(jié)構(gòu)與使用材料的檢討非常重要。以往LED使用低熱傳導(dǎo)率樹脂封裝,被視為影響散熱特性的原因之一,因此最近幾年逐漸改用高熱傳導(dǎo)陶瓷,或是設(shè)有金屬板的樹脂封裝結(jié)構(gòu)。LED芯片高功率化常用方式分別包括了:LED芯片大型化、改善LED芯片發(fā)光效率、采用高取光效率封裝,以及大電流化等等。
雖然提高電流發(fā)光量會呈比例增加,不過LED芯片的發(fā)熱量也會隨著上升。因為在高輸入領(lǐng)域放射照度呈現(xiàn)飽和與衰減現(xiàn)象,這種現(xiàn)象主要是LED芯片發(fā)熱所造成,因此LED芯片高功率化時,首先必須解決散熱問題。
LED的封裝除了保護(hù)內(nèi)部LED芯片之外,還兼具LED芯片與外部作電氣連接、散熱等功能。LED封裝要求LED芯片產(chǎn)生的光線可以高效率取至外部,因此封裝必須具備高強(qiáng)度、高絕緣性、高熱傳導(dǎo)性與高反射性,令人感到意外的是陶瓷幾乎網(wǎng)羅上述所有特性,此外陶瓷耐熱性與耐光線劣化性也比樹脂優(yōu)秀。
4,傳統(tǒng)高散熱封裝是將LED芯片設(shè)置在基板上
屬基板上周圍再包覆樹脂,然而這種封裝方式的金屬熱膨脹系數(shù)與LED芯片差異相當(dāng)大,當(dāng)溫度變化非常大或是封裝作業(yè)不當(dāng)時極易產(chǎn)生熱歪斜,進(jìn)而引發(fā)芯片瑕疵或是發(fā)光效率降低。
未來LED芯片面臨大型化發(fā)展時,熱歪斜問題勢必變成無法忽視的困擾,針對上述問題,具備接近LED芯片的熱膨脹系數(shù)的陶瓷,可說是對熱歪斜對策非常有利的材料。
提高LED高熱排放至外部的熱傳達(dá)特性,以往大多使用冷卻風(fēng)扇與熱交換器,由于噪音與設(shè)置空間等諸多限制,實際上包含消費者、照明燈具廠商在內(nèi),都不希望使用上述強(qiáng)制性散熱元件,這意味著非強(qiáng)制散熱設(shè)計必須大幅增加框體與外部接觸的面積,同時提高封裝基板與框體的散熱性。
具體對策如:高熱傳導(dǎo)銅層表面涂布利用遠(yuǎn)紅外線促進(jìn)熱放射的撓曲散熱薄膜等,根據(jù)實驗結(jié)果證實使用該撓曲散熱薄膜的發(fā)熱體散熱效果,幾乎與面積接近散熱薄膜的冷卻風(fēng)扇相同,如果將撓曲散熱薄膜黏貼在封裝基板、框體,或是將涂抹層直接涂布在封裝基板、框體,理論上還可以提高散熱性。
有關(guān)高功率LED的封裝結(jié)構(gòu),要求能夠支持LED芯片磊晶接合的微細(xì)布線技術(shù);有關(guān)材質(zhì)的發(fā)展,雖然氮化鋁已經(jīng)高熱傳導(dǎo)化,但高熱傳導(dǎo)與反射率的互動關(guān)系卻成為另1個棘手問題,一般認(rèn)為未來若能提高氮化鋁的熱傳導(dǎo)率,對高功率LED的封裝材料具有正面助益。
二,led驅(qū)動電源主要技術(shù)發(fā)展趨勢
作為一種新的光源,近led電源和驅(qū)動電路與熒光燈的電子鎮(zhèn)流器不同,LED驅(qū)動電路的主要功能是將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓,并同時完成與LED的電壓和電流的匹配。隨著硅集成電路電源電壓的直線下降,LED工作電壓越來越多地處于電源輸出電壓的最佳區(qū)間,大多數(shù)為低電壓ic供電的技術(shù)也都適用于為LED,特別是大功率led供電。再則,LED電源還應(yīng)能利用低電壓IC電源產(chǎn)量逐漸上升帶來的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
LED電源和驅(qū)動電路主要技術(shù)概況
1)電壓變換技術(shù)
電源是影響led光源可靠性和適應(yīng)性的一個重要組成部分必須作重點考慮。目前我國的市電是220V的交流電,而LED光源屬半導(dǎo)體光源,通常是用直流低電壓供電,這就要求在這些燈具中或外部設(shè)置AC-DC轉(zhuǎn)換電路,以適應(yīng)LED電流驅(qū)動的特征。目前電源選擇的途徑有開關(guān)電源、高頻電源、電容降壓后整流電源等多種,根據(jù)電流穩(wěn)定性,瞬態(tài)過沖以及安全性、可靠性的不同要求作不同選擇。
2)電源與驅(qū)動電路的壽命與成本
LED壽命方面,雖然單顆LED本身的壽命長達(dá)10萬小時,但其應(yīng)用時必須搭配電源轉(zhuǎn)換電路,故led照明器具整體壽命必須從光電整合應(yīng)用加以考慮。但對照明用LED,為達(dá)到匹配要求,電源與驅(qū)動電路的壽命必須超過10萬小時,使其不再成為led照明系統(tǒng)的瓶頸因素。在考慮長壽命的同時又不能增加太多的成本,電源與驅(qū)動電路的壽命與成本的通常不宜超過照明系統(tǒng)總成本的三分之一,在led照明燈具產(chǎn)品發(fā)展的初期,必須平衡好電源與驅(qū)動電路的壽命與成本的關(guān)系。
3)驅(qū)動程序的可編程技術(shù)
LED用作光源一個顯著的特點就是在低驅(qū)動電流條件下仍能維持其流明效率,同時對于R.G.B.多晶型
混光而形成白光來說,通過開發(fā)一種針對LED的數(shù)字RGB混合控制系統(tǒng),使用戶能夠在很大范圍內(nèi)對LED的亮度,顏色和色調(diào)進(jìn)行任意調(diào)節(jié),給人以一種全新的視覺享受。在城市景觀亮化應(yīng)用方面,LED光源可在微處理器控制下可以按不同模式加以變化,形成夜晚的多姿百態(tài)的動態(tài)效果,在這方面將體現(xiàn)LED相對于其它光源所具有的獨特的競爭優(yōu)勢。
4)電源與驅(qū)動電路的效率
LED電源與驅(qū)動電路,既要有一定的供LED所需的接近恒流的正向電流輸出,又要有較高的轉(zhuǎn)換效率,電光轉(zhuǎn)化效率是led照明的一個重要因素,否則就會失去LED節(jié)能的優(yōu)點,目前商業(yè)化的開關(guān)電源其效率約為80%左右,作為led照明用電源,其轉(zhuǎn)換效率仍須進(jìn)一步提升。
技術(shù)發(fā)展趨勢
1)針對LED的特點開發(fā)一系列恒壓恒流控制電子電路,利用集成電路技術(shù)將每顆LED的輸入電流控制在最佳電流值,使得LED能獲得穩(wěn)定的電流,并產(chǎn)生最高的輸出光通量。LED驅(qū)動電路在輸入電壓和環(huán)境溫度等因素發(fā)生變動的情況下最好能控制LED電流的大小。
2)LED驅(qū)動電路具有智能控制功能,使LED的負(fù)載電流能夠在各種因素的影響下都能控制在預(yù)先設(shè)計的水平上。當(dāng)負(fù)載電流因各種因素而產(chǎn)生變化時,初級控制IC可以通過控制開關(guān)使負(fù)載電流回到初始設(shè)計值上。
3)在控制電路電路設(shè)計方面,要向集中控制,標(biāo)準(zhǔn)模塊化,系統(tǒng)可擴(kuò)展性三方面發(fā)展。
4)在目前LED光效和光通量有限的情況下,充分發(fā)揮LED色彩多樣性的特點,開發(fā)變色led燈飾的控制電路。
三,LED照明應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展趨勢
1,醫(yī)療照明
作為特殊照明,LED醫(yī)療照明具有高技術(shù)、高風(fēng)險、高進(jìn)入門檻等特點。國內(nèi)LED醫(yī)療照明市場目前也尚處于初級階段,無論是市場規(guī)模還是生產(chǎn)企業(yè)都還較少。隨著國家對醫(yī)療衛(wèi)生及國民健康的關(guān)注與投入的加大,醫(yī)療器械行業(yè)飛速發(fā)展,醫(yī)療照明需求日益擴(kuò)大,也給LED醫(yī)療照明發(fā)展帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
國內(nèi)LED醫(yī)療照明市場需求與發(fā)展?jié)摿?/p>
根據(jù)衛(wèi)生部《201*年7月份全國醫(yī)療服務(wù)情況》[1]數(shù)據(jù)顯示,截至201*年7月底,全國醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)達(dá)92.24萬個,其中:醫(yī)院2.04萬個,社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心(站)2.85萬個,鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院3.83萬個,村衛(wèi)生室64.72萬個,診所(醫(yī)務(wù)室)17.42萬個(詳見表1)。
由表1可以看出,醫(yī)院按等級可分為:三級醫(yī)院1273個,二級醫(yī)院6460個,一級醫(yī)院5147個,未定級醫(yī)院7552個。
全國共有三級醫(yī)院1273個,平均每個醫(yī)院配備手術(shù)室20間,每個手術(shù)室必須配備手術(shù)無影燈一套,全國三級醫(yī)院所需的手術(shù)無影燈約有25460套(1273×20),若全部更換為LED手術(shù)無影燈,按15萬元/套的價格計算,三級醫(yī)院的LED手術(shù)無影燈市場需求總量約為38億元。按照醫(yī)療設(shè)備更新制度,醫(yī)用電子設(shè)備及光學(xué)儀器每8年需更新一次,LED手術(shù)無影燈在三級醫(yī)院每年的市場需求量約為4.8億元。
同樣,全國共有二級醫(yī)院6460個,平均每個醫(yī)院最低配備手術(shù)室8間,按照上述計算方法,全國二級醫(yī)院所需的手術(shù)無影燈約有51680套(6460×8),LED手術(shù)無影燈在二級醫(yī)院每年的市場需求量約為9.7億元。
由此可見,僅以我國二級以上的醫(yī)院市場需求量計算,LED手術(shù)無影燈每年的需求就高達(dá)14.5億元左右,有巨大的市場需求量。與傳統(tǒng)醫(yī)療照明相比,LED手術(shù)照明除了其直接的節(jié)能效果外,其所具有的改善手術(shù)室層流凈化效果的突出優(yōu)勢,使其還能大幅度降低手術(shù)室凈化系統(tǒng)的一次性投資、節(jié)約凈化系統(tǒng)能耗的額外節(jié)能效果。按我國目前全國醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)所用的約10萬臺手術(shù)無影燈及7.3萬間手術(shù)室計算,10萬臺手術(shù)無影燈(平均功耗超過1000W)的年耗電量超過1.8億kWh(按每臺1000W×6h×300d計算);目前醫(yī)院手術(shù)室所使用的空氣層流凈化系統(tǒng)的平均功耗超過3000W,7.3萬間手術(shù)室的年耗電量達(dá)到18.92億kWh(按每間3000W×24h×360d計算),僅前述三項的年耗電量合計就已達(dá)到了25.9億kWh,超過三峽水力發(fā)電工程發(fā)電能力(840億kWh)的3%,且尚未計算我國醫(yī)院照明所需的LED檢查燈、LED頭燈等醫(yī)療專用照明的耗電量。
上所述機(jī)構(gòu)若使用LED醫(yī)療照明技術(shù)及產(chǎn)品,可節(jié)約近60%的耗電量,即減少電能消耗16億kWh,相當(dāng)于節(jié)約三峽水力發(fā)電工程發(fā)電能力(840億kWh)的2%,也相當(dāng)于節(jié)約火電燃煤64萬噸/年,同時可以減少因火電燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放167.68萬噸/年,減少二氧化硫排放544萬公斤/年,氮氧化物473.6萬公斤/年。
同時,隨著大手術(shù)、高難度手術(shù)的不斷增多,垂直層流的高潔凈度手術(shù)室的建立,各級醫(yī)院都希望裝備更高質(zhì)量的新型醫(yī)療照明產(chǎn)品,而LED醫(yī)療照明產(chǎn)品正好滿足現(xiàn)代醫(yī)院的要求,除了它自身已有的節(jié)能、長壽等優(yōu)點之外,更有能調(diào)節(jié)光源色溫提高醫(yī)生對不同組織器官的分辨力、節(jié)省手術(shù)室凈化系統(tǒng)的建設(shè)與運行成本等一系列突出優(yōu)點,成為了各個醫(yī)院提高手術(shù)質(zhì)量和行業(yè)競爭能力優(yōu)先計劃裝備的重點設(shè)備。由此可以推斷全球醫(yī)療照明產(chǎn)品市場對LED醫(yī)療照明產(chǎn)品的需求量將會更大,因此,以LED手術(shù)無影燈為代表的醫(yī)療照明產(chǎn)品作為附加值較高的高端產(chǎn)品將首先在醫(yī)院得到關(guān)注和應(yīng)用。顯然,使用LED醫(yī)療照明技術(shù)及產(chǎn)品,除了在節(jié)能降耗方面效果明顯外,對于改善手術(shù)環(huán)境、提高醫(yī)療質(zhì)量、提升醫(yī)療機(jī)構(gòu)競爭力方面也優(yōu)勢明顯,使用LED醫(yī)療照明技術(shù)及產(chǎn)品必將成為各醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的必然選擇。
隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展,國內(nèi)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)數(shù)量逐年增長,對LED醫(yī)療照明產(chǎn)品的需求量也在不斷增加,有權(quán)威人士預(yù)測在未來5年內(nèi),我國將會有約1/3的醫(yī)療機(jī)構(gòu)會選用LED替代傳統(tǒng)光源,LED的醫(yī)療照明市場容量會以超過20%的年遞增率不斷擴(kuò)大。2,LED冷凍食品照明
led照明目前正大量應(yīng)用于冷凍食品的照明,led燈具及其他一些半導(dǎo)體器件都夠有較高的發(fā)光效率,并且可長時間在較低溫度下工作。而低效率的照明燈具,除了用于發(fā)光而消耗的能量外,其產(chǎn)生的大量散熱也會需要冰箱系統(tǒng)來冷卻,這會造成電量的浪費。
愛爾蘭的Nualight公司表示,用合適的光源來照亮食物非常重要。目前零售食品照明市場的市值達(dá)到10億美元。零售食品照明市場將會是一個很有前景的市場,Nualight公司在過去幾年的年增長率均在100%以上。
Liam指出,到目前為止,關(guān)注較多的是制冷柜和冰箱配置的照明系統(tǒng)。希望LED在制冷柜的照明應(yīng)用中取代熒光燈。
近年來,包括沃爾瑪,樂購,克羅格和SUPERVALU在內(nèi)的全球大型食品零售商,都在其冷凍食品柜中用LED取代熒光燈照明,節(jié)約能源高達(dá)70%。
3,led光源在KTV房間中的應(yīng)用
KTV包房燈是屬于舞臺燈光的一類,隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平增長,人們的娛樂生活也越來越豐富,去酒吧KTV包房K歌是一種最常見的娛樂休閑方式,一般的KTV包房的室內(nèi)裝修都有個性化的需求,所以有很多KTV包房經(jīng)營者會為了跟上時代的潮流,經(jīng)常要對KTV包房局部或重新裝修,由此也就催生了屬于KTV包房專用的一類設(shè)備,KTV包房燈就屬于KTV包房燈光音響一類。
TV包房燈分類:KTV包房燈按用途分可以分為一,演藝燈光類,這類是常見的舞臺燈光,包含搖頭燈,掃描燈,巫師燈,激光燈,圖案花燈,掃描類的三爪魚,八爪魚,雙月花燈,無極箭以及魔球燈,頻閃燈,雨燈,led帕燈,控制臺,小型煙機(jī)等等。起制造氣氛作用,二是環(huán)境照明類,有LED照明帕燈,節(jié)能燈管,壁燈,吊燈,臺燈,防爆燈具,紫光燈等等,起環(huán)境照明作用。三是裝飾類,有LED背景幕布,LED竄燈,燈飾,LED護(hù)欄管,LED燈條,LED地板磚,亞克力燈箱等等,起環(huán)境裝飾作用。KTV包房燈具特點:KTV包房燈具特點是由KTV包房本身的特點決定,一般的KTV包房每天都要連續(xù)營業(yè)12個小時左右,長時間的使用,對燈具的性能提出了很高的要求,所以KTV包房燈具必須要耐用。二是燈具圖案和效果的個性化,很多KTV包房的設(shè)計都會在裝修方面追求個性化,以此來引領(lǐng)潮流,吸引消費者。
4,地鐵隧道照明
由于地鐵常年在地下運行,對照明燈有很高的要求。它不僅要求節(jié)電、高亮度、長壽命,還必須保證不間斷照明。然而,常用的白熾燈、日光燈、高壓鈉燈等都存在一定的缺陷,會出現(xiàn)一些難以避免的照明故障。
相比之下,LED擁有環(huán)保、節(jié)能、壽命長、光效高、無輻射等特點,延長使用壽命和大幅降低能耗。并且,LED抗震性強(qiáng)的特點非常適合地鐵運營環(huán)境,可以做到六七年內(nèi)不用更換,led燈能效比普通熒光燈高出近50%。
因此,LED已經(jīng)成為最佳的綠色照明燈具。地鐵各車站采用LED燈,不僅可以節(jié)省大量電費,而且,還可以節(jié)省大量的維修費用。同時,也可確保照明質(zhì)量。LED針對目前地鐵照明系統(tǒng)存在的問題,提供了一種結(jié)構(gòu)新穎、成本低、使用壽命長、節(jié)電效果好、可靠性高的地鐵照明方案。
根據(jù)專家測算,雖然LED燈價格昂貴,但相當(dāng)于普通熒光燈的50倍。一列車改造總費用高達(dá)5萬元,但節(jié)省的電費和維修成本差不多三年能收回成本,因此有望在北京地鐵大規(guī)模推廣。據(jù)了解,ED又稱半導(dǎo)體照明,是不同于普通節(jié)能燈的新一代照明技術(shù)。正在試驗的G432列車,車廂內(nèi)168支熒光燈將全部更換為LED燈。相對于熒光燈每支五六元的價格,新更換的LED照明燈市場單價高達(dá)300多元。目前的試驗項目屬國家“863”科技攻關(guān)內(nèi)容,暫由廠商免費提供。
四,照明用LED封裝發(fā)展趨勢
1,cob封裝COB,在電子制造業(yè)里并不是一項新鮮的技術(shù),是指直接將裸外延片黏貼在電路板上,并將導(dǎo)線/焊線直接焊接在PCB的鍍金線路上,也是俗稱中的打線(Wirebonding),再透過封膠的技術(shù),有效的將ic制造過程中的封裝步驟轉(zhuǎn)移到電路板上直接組裝。在LED產(chǎn)業(yè)中,由于現(xiàn)代科技產(chǎn)品越來越講究輕薄與高可攜性,此外,為了節(jié)省多顆led芯片設(shè)計的系統(tǒng)板空間問題,在高功率LED系統(tǒng)需求中,便開發(fā)出直接將芯片黏貼于系統(tǒng)板的COB技術(shù)。
COB的優(yōu)點在于:高成本效益、線路設(shè)計簡單、節(jié)省系統(tǒng)板空間等,但亦存在著芯片整合亮度、色溫調(diào)和與系統(tǒng)整合的技術(shù)門檻。以25W的LED為例,傳統(tǒng)高功率25W的led光源,須采用25顆1W的LED芯片封裝成25顆LED元件,而COB封裝是將25顆1W的LED芯片封裝在單一芯片中,因此需要的二次光學(xué)透鏡將從25片縮減為1片,有助于縮小光源面積、縮減材料、系統(tǒng)成本,進(jìn)而可簡化光源系二次光學(xué)設(shè)計并節(jié)省組裝人力成本。此外,高功率COB封裝僅需單顆高功率LED即可取代多顆1瓦(含)以上LED封裝,促使產(chǎn)品體積更加輕薄短小。
2,高壓LED
在同樣輸出功率下,高壓LED所需的驅(qū)動電流大大低于低壓LED。如以晶元光電的高壓藍(lán)光1WLED為例,它的正向壓降高達(dá)50V,也即它只需20mA驅(qū)動電流就可以輸出1W功率,而普通正向壓降為3V的1WLED,需要350mA驅(qū)動電流才能輸出1W功率,因此同樣輸出功率的高壓LED在工作時耗散的功率要遠(yuǎn)低于低壓LED,這意味著散熱鋁外殼的成本可大大降低。
高壓LED可以大幅降低AC-DC轉(zhuǎn)換效率損失。以10W輸出功率為例,如果采用正向壓降為50V的1W高壓LED,輸出端可以采取2并4串的配置,4個串聯(lián)LED的正向壓降為200V,也就是說只需從市電220V交流電(AC)利用橋式整流及降20V就可以了。但如果我們采用正向壓降為3V的1W低壓LED,即便10個串在一起正向壓降也不過30V,也就是說需要從220VAC市電降壓到30VDC。我們知道,輸入和輸出壓差越低,AC到DC的轉(zhuǎn)換效率就越高,可見如采用高壓LED,變壓器的效率就可以得到大大提高,從而可大幅降低AC-DC轉(zhuǎn)換時的功率損失,這一熱耗減少又可進(jìn)一步降低散熱外殼的成本。
因此,如采用高壓LED來開發(fā)LED通用照明燈具產(chǎn)品,總體功耗可以大大降低,從而大幅降低對散熱外殼的設(shè)計要求,如我們可用更薄更輕的鋁外殼就可滿足led燈具的散熱需求,由于散熱鋁外殼的成本是led照明燈具的主要成本組成部分之一,鋁外殼成本有效降低也意味著整體LED照明燈具成本的有效降低。由此可見,高壓LED可以帶來LED照明燈具成本和重量的有效降低,但其更重要的意義是大幅降低了對散熱系統(tǒng)的設(shè)計要求,從而有力掃清了LED照明燈具進(jìn)入室內(nèi)照明市場的最大技術(shù)障礙。因此,高壓LED將主導(dǎo)未來的LED通用照明燈具市場。
3,ACLED
以高效節(jié)能、綠色環(huán)保、長壽命為特點的新興led照明技術(shù)如今正在加速發(fā)展,應(yīng)用中的新技術(shù)、新方案也不斷涌現(xiàn)。LED照明設(shè)計可結(jié)合光源特性,如光源指向性、冷光源及色彩變化等,必將將成為照明市場主流。近年來,隨著LED在材料選取、晶粒制程、封裝架構(gòu)設(shè)計技術(shù)等方面的研究不斷進(jìn)步,一種新的交流發(fā)光二極管(ACLED)技術(shù)應(yīng)運而生,通過一種新的思路,推動了LED照明技術(shù)的實用化。
傳統(tǒng)的LED是典型的低壓直流器件,無法直接在我們?nèi)粘U彰魇褂玫碾娫词歉邏航涣鳎ˋC100~220V)下使用,必須經(jīng)過變壓器或開關(guān)電源降壓,然后將交流(AC)變換成直流(DC),再變換成直流恒流源,才能供LED光源使用。
因此在led燈具里必然要有一定的空間來安置這個變換器,不利于照明燈具的設(shè)計和小型化。而且系統(tǒng)經(jīng)過的變換環(huán)節(jié),能量必然有一定量的損耗,DCLED在交流、直流之間轉(zhuǎn)換時約15%~30%的電力被損耗,系統(tǒng)效率很難做到90%以上。如果能用交流(AC)直接驅(qū)動LED光源發(fā)光,系統(tǒng)應(yīng)用方案將大大簡化,系統(tǒng)效率將很輕松地達(dá)到90%以上。變換裝置的存在造成了傳統(tǒng)LED照明產(chǎn)品成本較高的重要因素,也成為制約LED光源產(chǎn)品壽命的瓶頸,無法體現(xiàn)LED長壽命的特點。
ACLED是相對于傳統(tǒng)的DCLED來說,無須經(jīng)過AC/DC轉(zhuǎn)換,可直接插電于220V(或110V)交流電使用的LED照明技術(shù)。ACLED光源的技術(shù)關(guān)鍵是LED晶粒在封裝時的特殊排列組合技術(shù),同時利用LEDPN結(jié)的二極管特性兼作整流,通過半導(dǎo)體制作工藝將多個晶粒集成在一個單芯片上,即高功率單晶粒(singlepowerchip)LED技術(shù),并采用交錯的矩陣式排列工藝組成橋式電路,使AC電流可雙向?qū),實現(xiàn)發(fā)光。晶粒的排列如圖1所示,左圖是ACLED晶粒采用交錯的矩陣式排列示意圖,右小圖是實際ACLED晶粒排列照片,ACLED晶粒在接上交流后通體發(fā)光,因此只需要二根引線導(dǎo)入交流源即能發(fā)光工作。
圖1ACLED晶粒封裝示意圖
ACLED光源的工作原理如圖2所示,由LED微晶粒采用交錯的矩陣式排列工藝組成5個橋臂,組成類似一個整流橋,整流橋的兩端分別聯(lián)接交流源,另兩端聯(lián)接一組LED晶粒,交流的正半周沿實線流動,3個橋臂的LED晶粒發(fā)光,負(fù)半周沿虛線流動,又有3個橋臂的LED晶粒發(fā)光,四個橋臂上的LED晶粒輪番發(fā)光,相對橋臂上的LED晶粒同時發(fā)光,中間橋臂的LED晶粒因共用而一直在發(fā)光。
圖2ACLED光源的工作原理
在50Hz(60Hz)的交流中會以每秒50(60)次的頻率輪替點亮。整流橋取得的直流是脈動直流,LED的發(fā)光也是閃動的,LED有斷電余輝續(xù)光的特性,余輝可保持幾十微秒,而人眼對流動光點記憶是有惰性的,所以感覺不到光的閃動。LED有一半時間在工作,所以發(fā)熱得以減少40%~20%。其使用壽命較DCLED長。
ACLED體積小,可應(yīng)用于工業(yè)及民用小型指示燈;高壓低電流導(dǎo)通優(yōu)點克服了使用DCLED時,線路高損耗造成需依賴電源供應(yīng)器接續(xù)的問題;而且雙向?qū),藍(lán)綠光LED無靜電擊穿ESD問題;使用微晶粒技術(shù)大幅提高發(fā)光效率;由于功率因數(shù)提高與低電流控制,對于一般照明產(chǎn)業(yè)及LCD背光面板產(chǎn)業(yè),更是一項實用化新技術(shù)。
ACLED不僅可以用在各種場合的照明,還可以用于液晶顯示屏的背光照明。其在照明上的一個典型應(yīng)用原理圖如圖5所示,在ACLED兩端分別串入正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC,和限流電阻R1、R2、R3,接上110V或220V交流即可進(jìn)入照明工作。相對傳統(tǒng)的DCLED,無須降壓整流裝置,大大簡化了實際應(yīng)用,提高了效率和可靠性。
圖5ACLED的典型應(yīng)用電原理圖
ACLED剛剛起步,現(xiàn)階段仍有兩個缺點,一是發(fā)光效率并沒有DCLED高。二是ACLED有觸電的風(fēng)險。因為ACLED直接連接高壓電網(wǎng),如果采用金屬鰭片散熱,容易發(fā)生觸電危險,需要研究新的間接散熱方案,比如充液LED固態(tài)照明燈具等。
目前ACLED在發(fā)光亮度、功率等方面還不夠理想,但ACLED的應(yīng)用簡便、無需變壓轉(zhuǎn)換器和恒流源,以及低成本、高效率已顯現(xiàn)強(qiáng)大的生命力。ACLED的技術(shù)在飛躍發(fā)展,可以設(shè)想在不久的將來,高亮度、大功率、低成本的產(chǎn)品將大量面世,更綠色、更環(huán)保為我們這個世界提供光明。
4,新型熒光粉的開發(fā)
YAG:Ce3+是最早被廣泛應(yīng)用于白光led技術(shù)中的一種熒光粉,但是由于其發(fā)射光譜中紅色成分較少,難以獲得較高顯色指數(shù)和低色溫的白光LED;另一方面,半導(dǎo)體照明的持續(xù)發(fā)展推動人們開發(fā)出更高轉(zhuǎn)化效率的熒光粉。早期,通過在YAG:Ce3+中加入(Ca,Sr)S:Eu2+、(Ca,Sr)Ga2S4:Eu2+紅綠色熒光粉來實現(xiàn)高顯色指數(shù)、低色溫的要求,但是由于這類堿土金屬硫化物物理化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、易潮解、揮發(fā)和具有腐蝕性等問題,不能滿足led照明產(chǎn)業(yè)的需求。近來,人們開發(fā)了一種熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異的紅色熒光粉,能完全替代堿土金屬硫化物實現(xiàn)高顯色指數(shù)、低色溫白光LED,因其具有硅氮(氧)四面體結(jié)構(gòu),被稱為氮氧化物,具有更高的激發(fā)效率。
當(dāng)前,國外公司在LED用熒光粉方面技術(shù)成熟,且持有大部分重要專利。他們通過對熒光粉專利的把持而占領(lǐng)LED市場,YAG:Ce3+熒光粉的專利主要由Nichia占有[U.S.5998925],Osram則占據(jù)了Tb3Al5O12:Ce3+的熒光粉專利[U.S.6812500,
6060861,65276930],TG、LWB和Tridonic持有摻Eu2+(SrBaCa)2SiO4Si:Al,B,P,Ge的專利[U.S.6809347],Intematix持有摻Eu2+(SrBaMg)2SiO4O:F,Cl,N,S的專利
[U.S.201*0027781,201*27785,201*28122].反觀國內(nèi),LED用熒光粉方面的研究大多集中在科研院所,主要是對現(xiàn)有熒光粉材料的合成和發(fā)光等物性的研究上,而在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的開發(fā)上做的不夠。
5,白光LED光學(xué)新模型的建立
熒光粉應(yīng)用于白光LED,還需根據(jù)LED的具體需求而定,諸如熒光粉的顆粒大小等等。對熒光粉的研究主要集中在熒光粉的光學(xué)性質(zhì)對白光led封裝性能的影響,例如取光效率、顏色空間分布以及光色質(zhì)量上面。在這些研究中,采用蒙特卡洛光線追跡的方法利用光學(xué)軟件模擬LED封裝結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能,將熒光粉層處理成Mie散射材料,這樣能夠通過光學(xué)模擬獲得白光LED的激發(fā)和發(fā)射特性,但是模擬沒有考慮到熒光粉具體的散射特性,缺少實驗驗證。
6,新型熒光粉涂覆方式
傳統(tǒng)的熒光粉涂覆方式為點粉模式,即熒光粉與膠體的混合物填充到芯片支架杯碗內(nèi),然后加熱固化。這種涂覆方式熒光粉量難以控制,并且由于各處激發(fā)光不同,使得白光LED容易出現(xiàn)黃斑或者藍(lán)斑等光色不均勻現(xiàn)象。PhilipsLumileds公司提出了保形涂覆的熒光粉涂覆方式,它們在倒裝led芯片表面覆蓋一層厚度一致的熒光粉膜層,提高了白光LED的光色穩(wěn)定性。也有公司采用在芯片表面沉積一層熒光粉的方法來實現(xiàn)激發(fā)。這些涂覆方式都是將芯片與熒光粉接觸。H.Luo等研究者的光學(xué)模擬結(jié)果表明,這種熒光粉與芯片接觸的近場激發(fā)方法,增加了激發(fā)光的背散射損耗,降低了器件的取光效率。澳大利亞的Sommer采用數(shù)值模擬的方法模擬PhilipsLumileds的熒光粉保形涂覆結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示這種涂覆方法并不能提供更好的角度均勻性。隨著對白光LED光學(xué)模擬的深入,熒光粉遠(yuǎn)場激發(fā)的方案顯示了更多的優(yōu)越性。
7,大電流注入及散熱結(jié)構(gòu)
為了滿足通用照明高光通量的需求,人們提高了單顆芯片的驅(qū)動功率,以往1W的大功率芯片被注入到3W、5W,甚至更高。這使得白光LED的熱問題越來越嚴(yán)重,人們采用各種散熱技術(shù),如熱管、微熱管、水冷、風(fēng)冷等方法對LED實施散熱。
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