LED照明簡介2013版

1、2013版LED照明相關簡介2013-01-18LED照明相關簡介 2013版2發(fā)表提綱2013-01-18LED照明相關簡介 2013版41879 發(fā)明電燈 愛迪生1938 熒光燈 美國GE 1959 鹵鎢燈 美國GE1961 高壓鈉燈 美國GE 1962 金屬鹵化物燈 美國GE1965 LED(紅色) 美國孟山都1976 LED(綠色) 美國孟山都1991 LED(藍色) 日本日亞1996 LED(白色) 日本日亞 2000 LED應用于室內照明照明大事記光通量光通量( (lm) ) : 光源在單位時間內所發(fā)出的能量,其中可產生視覺者(人能感覺出來的輻射通量)即稱為光通量。光通量的單位為流

2、明(簡寫lm),1流明(lumen或lm)定義為一國際標準燭光的光源在單位立體弧角內所通過的光通量。 光照度光照度( (lm/m2) )： 可用照度計直接測量。光照度的單位是勒克斯，是英文lux的音譯，也可寫為lx。被光均勻照射的物體，在單位面積上的光通量。照明術語2013-01-18LED照明相關簡介 2013版5光光 效效 (lm/w) ：光源發(fā)出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源節(jié)能的重要指標。顯色性顯色性 (Ra) ：光源對物體呈現的程度，即顏色的逼真程度。常稱“顯色指數”。 色色 溫溫 (k) ：光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時，黑體的溫度稱為該光源的色溫。光束角光

3、束角 () ：通常稱角度，指于垂直光束中心線之一平面上，發(fā)光強度等于50%最大發(fā)光強度的二個方向之間的夾角 。2013-01-18LED照明相關簡介 2013版6燭光1930K正白冷白白熾燈2760K熒光燈3000K午日光5600K藍天12000K18000K暖白顯色與色溫顯色色溫2013-01-18LED照明相關簡介 2013版7傳統光源介紹 A熒光燈是利用低氣壓的汞蒸氣在放電過程中輻射紫外線，從而使熒光粉發(fā)出可見光的原理發(fā)光，因此它屬于低氣壓弧光放電光源。優(yōu)點：光效高、壽命長。缺點：不環(huán)保、有頻閃、不可調、易碎緊湊型熒光燈（節(jié)能燈） 白熾燈（燈泡）白熾燈又稱鎢絲燈、燈泡，是將燈絲通電加熱到

4、白熾狀態(tài)，利用熱輻射發(fā)出可見光的電光源。優(yōu)點：成本低，可調性高，顯色性極佳（Ra=100）。缺點：光效低，壽命短，色溫低、易碎2013-01-18LED照明相關簡介 2013版8傳統光源介紹 B高壓鈉燈是一種高強度氣體放電燈泡。當燈泡啟動后，電弧管兩端電極之間產生電弧，電子與鈉原子、汞原子之間碰撞激發(fā)，多余的能量以光輻射的形式釋放，便產生了光。優(yōu)點：發(fā)光效率高、耗電少、壽命長、透霧能力強和不銹蝕。缺點：不環(huán)保，顯色性差，色溫低、啟動慢高壓鈉燈金鹵燈金鹵燈是交流電源工作的，在汞和稀有金屬的鹵化物混合蒸氣中產生電弧放電發(fā)光的放電燈，廣泛應用于體育場館、展覽中心、大型商場、工業(yè)廠房、街道廣場、車站、

5、碼頭等場所的室內照明。優(yōu)點：光效較高(100lm/w)，壽命較長(10000h)，顯色性好(Ra 6595)，結構緊湊，性能穩(wěn)定缺點：不環(huán)保、啟動慢2013-01-18LED照明相關簡介 2013版9LED LED LED 的主的主要組成部分，要組成部分，可分為：可分為：1 1、支架；、支架；2 2、銀膠；、銀膠；3 3、晶片；、晶片；4 4、金線；、金線；5 5、環(huán)氧。、環(huán)氧。LED結構2013-01-18LED照明相關簡介 2013版102013-01-18LED照明相關簡介 2013版11LED的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片晶片， 在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層

6、，稱為p-n結。在半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時 會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光 能。PN結加反向電壓，載流子難以注入，故不發(fā)光。LED發(fā)光原理發(fā)光2013-01-18LED照明相關簡介 2013版12外延片外延片工藝流程 （MOCVD + 兩步生長法）襯底 - 結構設計 - 緩沖層生長 - N型型GaN層生長層生長 - 多量子阱發(fā)光層生多量子阱發(fā)光層生 - P型型GaN層生長層生長 - 退火 - 檢測（光熒光、X射線） - 外延片外延片襯底襯底工藝流程 （柴氏拉晶法 or 凱氏長晶法）藍寶石晶體 - 長晶 - 定向 - 掏棒 - 滾磨 -

7、晶棒晶棒 定向 - 切片 - 研磨 - 倒角- 拋光 - 清洗 基片基片外延片 - 清洗 - 鍍透明電極層 - 透明電極圖形光刻 - 腐蝕 - 去膠 - 平臺圖形光刻 - 干法刻蝕 - 去膠 - 退火 - SiO2沉積 - 窗口圖形光刻 - SiO2腐蝕 - 去膠 - N極圖形光刻 - 預清洗 - 鍍膜 - 剝離 - 退火 - P極圖形光刻 - 鍍膜 - 剝離 - 研磨 - 切割 - 芯片 - 成品測試。晶片晶片工藝流程晶片的形成2013-01-18LED照明相關簡介 2013版13LED發(fā)光技術簡史1907SiC發(fā)黃光1919ZnS化物發(fā)黃光1936電致發(fā)光50年代GaAs6060年代末年代

8、末P P化物化物/GaAs/GaAs可見紅光可見紅光70年代末純綠色19961996YagYag熒光粉熒光粉白光白光19911991GaN/GaN/藍寶石藍寶石藍光藍光19002000起步應用2013-01-18LED照明相關簡介 2013版14光色與晶片2013-01-18LED照明相關簡介 2013版15白光LED發(fā)光原理-YAG熒光粉 （單晶法）*YAG：釔鋁石榴石這是一種目前最成熟、性價比最高的獲取白光LED的方式。2013-01-18LED照明相關簡介 2013版16白光LED發(fā)光原理-RGB （多晶法）以R,G,B三基色混出白光470 525 590 630 (nm)Blue Pe

9、akGreen PeakRed Peak但這種方法主要的問題是綠光的轉換效率底，所以總體的效率不高。同時三種顏色的LED的正向電壓和光輸出不同，兩外它們的溫度特性和光維持特性也不相同，因而對電路的要求也比較高。 RGB法形成白光可以看成拼湊出來的一種白光光源，它的光譜可變，色溫和顯色性也可變，以適合各種需要。LED封裝形式 2013-01-18LED照明相關簡介 2013版1730143528直插直插( (引腳引腳) )式式 DIPDIPLED腳式封裝采用引線架作各種封裝外型的引腳，是最先研發(fā)成功投放市場的封裝結構，品種數量繁 LED封裝儀器多，技術成熟度較高，封裝內結構與反射層仍在不斷改進。

10、標準LED被大多數客戶認為是目前顯示行業(yè)中最方便、最經濟的解決方案。表面貼裝式表面貼裝式 SMDSMD在2002年，表面貼裝封裝的LED(SMD LED)逐漸被市場所接受，并獲得一定的市場份額，從引腳式封裝技術轉向SMD符合整個電子行業(yè)發(fā)展大趨勢，很多生產廠商推出此類產品。集成封裝集成封裝 COBCOBCOB封裝可將多顆芯片直接封裝在金屬基印刷電路板MCPCB，通過基板直接散熱，不僅能減少支架的制造工藝及其成本，還具有減少熱阻的散熱優(yōu)勢。從成本和應用角度來看，COB成為未來燈具化設計的主流方向。2013-01-18LED照明相關簡介 2013版18LED封裝代表廠家 第一名：億光 23% Ev

11、erlight第二名：光寶 19% LITEON第三名：今臺 12% KingBright第四名：隆達 10% Lextar第五名：東貝 9% Unity01：日亞（日本） Nichia02：科銳（美國） Cree03：歐司朗（德國） Osram04：豐田合成（日本）Toyoda Gosei05：流明（美國） Lumileds臺灣著名LED廠家 全球5大巨頭2013-01-18LED照明相關簡介 2013版19襯底外延芯片Si，SiC，藍寶石，合金發(fā)光材料GaAs、GaNDice工程燈具封裝安裝、施工方案、應用燈珠LED產業(yè)鏈結構2013-01-18LED照明相關簡介 2013版20/5120

12、12年中國LED行業(yè)總產值同比增長其中：其中：上游外延、芯片中游封裝下游應用同比增長同比增長同比增長72 億元397 億元1590 億元20%24%37%2059 億元34%產業(yè)態(tài)勢關鍵技術與國際水平差距逐步縮小，應用技術具有一定優(yōu)勢國產芯片進口替代比例逐年上升，2011年達68% 大功率芯片產業(yè)化光效120 lm/W 硅（Si）襯底功率型芯片產業(yè)化光效100 lm/W 功率型白光半導體照明封裝接近國際先進水平，超過130 lm/W 數據來源：中國半導體照明行業(yè)發(fā)展報告通用照明篇（2011）CSA Consulting 技術態(tài)勢2013-01-18LED照明相關簡介 2013版212013-0

13、1-18LED照明相關簡介 2013版22專利環(huán)境有所改善 競爭焦點從上游向下游應用延伸，中國傳統優(yōu)勢領域得到強化大陸的LED相關專利申請量增長率高于全球平均水平標準檢測體系逐步推進 標準專利12項國標（術語定義、測試、安全、路燈等），擬制定24項國標，10項行標（材料、器件等）13項技術規(guī)范（燈具、測量方法等）CQC已經開展5種LED照明產品的節(jié)能認證2012年4月18日，半導體照明標準領導小組和專家組成立，加快標準體系建立和技術標準制訂工作半導體照明聯合創(chuàng)新國家重點實驗室（籌）的半導體照明產品規(guī)格接口和加速可靠性測試項目全球和我國半導體照明產業(yè)專利申請增長比較 數據來源：國家知識產權局，C

14、SA2013-01-18LED照明相關簡介 2013版23投資態(tài)勢 勢頭減弱：從2011上半年開始，規(guī)劃投資降溫明顯 熱點轉移：投資熱點向中下游轉移數據來源：中國半導體照明行業(yè)發(fā)展報告通用照明篇（2011）CSA Consulting 大勢所趨2013-01-18LED照明相關簡介 2013版25LED光源特點固態(tài)光源：不怕震動，與生俱來的安全、防爆特性直流驅動：低電壓直流驅動，無頻閃，更安全超廣色域：130%的NTSC色域（真彩色）點光源：有限空間內也可任意排布光路可控：發(fā)光角度可任意調整，設計無局限超高光效：理論光效可達 683 lm/w （黃綠光），324 lm/w（白光）超長壽命：理論

15、值可達10萬小時 由于LED帶寬比較窄，顏色純度高，因此LED的色彩比其他光源的色彩豐富得多。 據有關專家計算，LED的色彩比NTSC色域豐富30%,因此，它能夠更準確的反應物體的真實性，當然也更受消費者的青睞！LED色域2013-01-18LED照明相關簡介 2013版26LED燈具結構 以球泡燈為例LED光源散熱組件恒流驅動+結構組件+2013-01-18LED照明相關簡介 2013版27光學組件2013-01-18LED照明相關簡介 2013版28LED燈具種類2013-01-18LED照明相關簡介 2013版29對比2013-01-18LED照明相關簡介 2013版302013-01-

16、18LED照明相關簡介 2013版31LED照明的整體優(yōu)勢1、省電：比傳統燈具節(jié)省80%50%以上能耗。2、熱量排放小，可減小空調能耗，實現二次節(jié)能。3、配光設計精準，可根據不同場景選擇不同的配光。4、即時起動，不受環(huán)境溫度影響，沒有頻閃及噪音，舒適度高。5、沒有紅外線與紫外線，不會造成光污染（不會對被照物造成傷害）。6、不含汞，不會污染環(huán)境。7、光源不帶管狀玻璃，不存在破碎或爆炸，減小運輸及使用風險。8、壽命長，可達50000小時以上，是傳統燈具的6到10倍，減少維護費用。9、LED照明還可利用太陽能、風能來提供照明電源。2013-01-18LED照明相關簡介 2013版32對比項目對比項目

17、白熾燈白熾燈熒光燈熒光燈高壓鈉燈高壓鈉燈金鹵燈金鹵燈LEDLED燈燈電源電源AC 220V鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器恒流源光效光效10 lm/w平均65 lm/w70115 lm/w6595 lm/w80180 lm/w壽命壽命平均1000 h8000 h12000 h8000 h50000100000 h抗震抗震易碎易碎易碎易碎強100%100%亮度亮度時間時間毫秒級別23秒58 分鐘58 分鐘納秒級別短時間短時間重復啟動重復啟動可以可以不可以不可以可以環(huán)保環(huán)保無汞蒸汽汞蒸汽汞蒸汽無顯色顯色最高一般差高高LED光源的優(yōu)點（性能對比） 2013-01-18LED照明相關簡介 2013版33使用光源使用

18、光源白熾燈白熾燈熒光燈熒光燈高壓鈉燈高壓鈉燈金鹵燈金鹵燈LEDLED燈燈平均光源光效平均光源光效10 流明/瓦65流明/瓦90 流明/瓦80流明/瓦120 流明/瓦電源效率電源效率100%85%90%90%90%有效光照效率有效光照效率( (發(fā)光角度發(fā)光角度) )60%60%60%60%90%燈具燈具( (取光取光) )效效率率60%60%60%60%90%平平 均均 壽壽 命命1000小時5000小時8000小時6000小時50000小時LED光源的優(yōu)點（光效對比） LED計算： 120*0.90*0.90*0.90 = 87.5流明/瓦 白熾燈計算： 10*1.00*0.60*0.60 =

19、 3.6流明/瓦 熒光燈計算： 65*0.85*0.60*0.60 = 19.9流明/瓦 金鹵燈計算： 80*0.90*0.60*0.60 = 25.9流明/瓦 高壓鈉燈計算： 90*0.90*0.60*0.60 = 29.2流明/瓦4.3倍 24.3倍 3.4倍 3.0倍 2013-01-18LED照明相關簡介 2013版34/51節(jié)省預算舉例 假設：某工廠新建廠房，要用300盞工礦燈，100根燈管。 每天點燈12小時。當地電費1元/Kwh。數量功率(w)年電費(元)燈具單價(元)年維護費(元)300盞 工礦工礦100根 燈管燈管12535361216425045990157685256燈具總價(元)3001236510001*/125W*164250=20045080 150600001350008000 15000功率數量小時/天天/年千瓦電價年電12877268000150000