亿光电子工业股份有限公司日前在深圳举办的“2007 LED技术论坛峰会”上展示了高亮度LED的最新技术,全面介绍了相关产品在汽车照明、大型显示屏、相机闪光灯、液晶显示器、电视面板背光源以及室内外照明等领域的应用前景。参加此次论坛的应用系统厂商,如富士康、宇扬半导体、飞利浦电子等系统应用厂商的企业决策层和产品设计开发人员都对高亮度LED产品的应用表现出浓厚的兴趣,普遍认为在各类照明应用领域中LED取代传统照明器件将会是一种必然趋势,而亿光电子的产品则为他们的产品设计提供了极佳的选择。
LED具有省电、寿命长、耐震动、响应速度快、散热低等特点,早已广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域,在我们的日常生活中的家用电器、电话机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等设备中随处可见。但传统LED光源由于亮度低、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,LED制造工艺和相关新材料的开发和应用不断进步,各种颜色的高亮度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。业界专家指出:高亮度LED是继爱迪生发明白炽灯泡后最伟大的发明之一。更有人认为:利用火光摆脱日光照明束缚是人类光源的第一次革命,爱迪生发明的电灯泡是光源的第二次革命,而LED光源将会成为人类光源的第三次革命。
LED照明产品以其固有的优越性吸引着全世界的目光。美国、日本等国家和台湾地区对LED照明效益进行的实验和预测表明;如果美国55%白炽灯及55%的日光灯被LED取代,每年可节省350亿美元电费,减少7.55亿吨二氧化碳排放量;如果日本100%白炽灯换成LED,可减少1~2座核电厂发电量,每年节省10亿公升以上的原油消耗;如果台湾地区25% 白炽灯及100%的日光灯被白光LED取代,每年可节省110亿度电。
目前,台湾地区的LED产量仅次于日本,居于美国之前,而亿光电子工业股份有限公司是台湾第一家取得专利授权合法生产白光LED产品的厂商,其市场覆盖全球各地,并且已经在大陆地区建立了具有相当生产规模的生产厂和较为完善的销售服务网络。
亿光电子长期致力于高亮度LED技术研发,成功地研发出100lm/W的高效率、高功率LED产品,而且克服了LED产品在高温下色温偏移与亮度衰减的现象,显著提高了产品在高温环境中的应用性能。不久前,亿光电子又成功开发出了全球体积最小的High Power Flash LED。在倡导“绿色照明”理念方面,亿光电子是唯一取得SONY GREEN PARTNET的LED厂商,同时还取得了SAMSUNG和LG的ECO PARTNER资格认证。
对于笔记本电脑显示屏背光应用,亿光电子研发二处处长吴易座先生介绍说,之前广泛应用于笔记本电脑及液晶电视背光的冷阴极荧光管(CCFL)含有水银,对环境污染严重,而且能源利用率低,大约只有6%的光能被真正利用,耗电量却占据了笔记本电脑30%,且使用寿命也不尽如人意,致使液晶屏色彩、亮度随着使用年份的递增而逐步衰减。利用LED轻薄、省电的特质,可以有效减少产品的重量,延长电池的使用时间,而且符合RoHS,对环境友好,色彩饱和度超过100%NTSC。LED的相应速度仅20纳秒,使液晶屏的视频表现更出众,避免了液晶惯有的拖尾现象。此外,LED可以直接使用低压电源,显著简化供电模块的设计,从而为产品增添独有的卖点。因此,相较于CCFL,LED具有显著优势,将来会广泛应用于液晶电视和显示器。
随着LED的亮度、色彩表现力以及寿命的优势逐渐显现,越来越多的汽车制造商选用LED作为车用照明光源。汽车不同于家用电器固定于某个场所内使用,往往会遭遇到各种恶劣环境的考验,因此温度是首先必须克服的问题。亿光电子研发二处处长吴易座强调,LED作为车用头灯,可以充分发挥其小体积的特征,彻底颠覆旧有的设计理念。LED可以将光源分散为诸多小光源,并且完全分开、独立地控制每个小光源,从而达到扩大照明范围的目的。这一点在车辆行驶转弯时尤为必要,可以显著扩大司机的照明视野,尽量减少拐弯时的意外事故发生率。
亿光电子专注于LED的封装设计,从LED芯片封装的结构、使用材料等方面着手提升LED的发光效率,改善散热情况。亿光电子表示,该公司正在致力于推动人类历史上“第三次光的革命”,以LED照亮人类的明天。
说翘首以盼是事实,但真正变成现实还有很长的路要走。
理论光效(电能全部转变为可见光能)是683lm/W,如果考虑到光源的视见效果,使光谱分布更为合理,实际理论光效大于上述值。
现在的实际情况是:光效最高的低压钠灯光效也仅有220lm/W,远远低于理论光效。而低压钠灯是纯净的纳光谱,颜色单一,几乎不能用来照明。白炽灯光效最高可以做到40lm/W左右,实际销售的普通灯泡只有约15m/W。节能灯可以做到50~60lm/W,已经令人很满足了。路灯照明用的高压钠灯可以达到90~120lm/W,是当前实际应用的效率极限。
LED有多高的光效呢?目前LED可以做到60~70lm/W,但是这是实验室的结果。市场上销售的白光LED,质量最好的也只能做到50lm/W左右,通常还是仅有30~40lm/W,不及节能灯。然而同等发光强度的价格却比节能灯高好几倍,寿命虽然比节能灯长一些,但是寿终时光度已经只有开始时的三分之一。如果按寿终光度为初始值的80%来测试,寿命不一定能和节能灯相提并论。因此,LED照明还只能用于一些特殊场合。如果有朝一日LED的效率达到了120~150lm/W,同等光强的价格降到节能灯同等水平,那么LED照明的时代才会真正来临,这一天大家翘首以盼。
LED的好处就是,光效有提升余地,而且谁也不知道最终能提升到多少,达到300lm/W都有可能。世界上才有如此大的投资进入LED照明领域,也有望在10年左右时间使光效提高到120~150。当然,LED还有一些其它好处,例如抗震性能等,这些是人人皆知的。
也不能只看光效。led照射下色彩还原性极差,眼睛很累。
俺还是喜欢白炽灯的照明。
LED灯的缺陷主要有几个:
成本高,相同光效比白炽贵4倍以上;工艺的改进和批量增大可以解决这个问题。不过不知道GaAs是不是比钨合金便宜。
灯光色不好,现在普遍采用的蓝光轰击荧光粉的方式,出来的光色不是偏黄就是偏蓝,随时间的增长还会进一步加深;对白炽灯的光色进行光谱分析,再用LED进行光谱配色应该可以解决。成本的增加问题可以通过标准化解决。其实用红绿蓝三色LED配色出来的白光还是可以的。
电源的要求高,LED属于电流型器件,需要对电流进行限制,这就对控制电路提出了较高的要求。目前为止的控制电路的稳定性和可靠性还有一些问题,同时结构的复杂也同时增加了故障发生率。
总之,推广和完善还有很多路要走。但是LED是照明的一个飞跃,是照明工具的发展趋势。
个人意见
1可以用类似开关电源的方法控制各色所占的比例.
2使用光敏元件反馈调节光的亮度饱和度等.
我个人认为气体发光应该能够达到最大的效率 比如高压钠灯等 但是其他的性能不是很好 自由电子激光器或许是不错的光源~~
理论光效大概是680流明/瓦,世界上效率最高的光源是低压钠灯,高达220流明/瓦,但也还不到理论光效的1/3。传统梨形白炽灯通常只有8~15流明/瓦。这说明在电照明的道路上还有很多高峰等待人们攀登,同时也说明,即使仅仅把光效从2%提高到5%,也是很大的成就。
我做过实验,三色配出白光的效率还比较低,特别是需要介质混光,对安装工艺要求也比较高,否则还是花花绿绿看着就头晕。
ZnO,现在作为避雷器的主要原料,还有做透明导电膜,另外就是化工医学的用途了。好像是稳定性没有Si的化合物好。目前为之还没有派上更多的用途。
现在的纳米材料有较多的新特性,不过电子行业已经证实,纳米技术对人体是有毒性的。
氧化锌 好像也可以用于半导体发光 纳米氧化锌和纳米硅的发光特性都比较特殊
另外 三色配白光可以直接把三个PN结直接做到一个二极管内,共阳极或共阴极.就像彩电一样 当两个点的距离相对足够小时 看到的颜色就是混合的颜色 这样不需要额外的混光介质
氧化锌是重要的光电子材料,在短波半导体发光和紫外激光器方面有重要用途。
呵呵,,孤陋寡闻,,见笑了。
我做过实验,三色配出白光的效率还比较低,特别是需要介质混光,对安装工艺要求也比较高,否则还是花花绿绿看着就头晕。
不知道1211有没有在完全日光灯照明下(不用其他任何辅助光源)用传统胶片相机配合日光型彩色负片照相?
冲洗出来的照片看上去颜色感觉怪怪的……
民用照明日光灯是使用235.7nm波长的紫外线激发荧光粉辐射出可见光的,但是其输出光谱并不连续,超高亮度白色LED实际输出的情况也类似。
工业照明场合,在灯具悬挂高度超过6米(如大型车间),有使用高压汞灯合高压钠灯混合照明的,一般一只400W的高压汞灯配合一只250W的高压钠灯使用,以改善显色指数。
看来LED照明的问题还挺多 先说好处吧
1低压直流供电,能够直接低压直流供电只有白炽灯和LED,在电筒等低压直流供电的地方占了优势.也有采用升压电路用电池给小型日光灯管供电的,但这还要加上电路的效率,可靠性也降低了.
2固体化,耐冲击,寿命>20Kh(这个不规范,不过打那么多0容易出错),其他灯大都是玻璃外壳,一不小心,砰 挂了 ~~
3单个功率很小,体积也小,易于做成阵列.如果用白炽灯或日光灯做成阵列 ~~
4LED发光是逐步衰减的,而不是突然失效.不知道是好处还是坏处`
5无红外和紫外辐射~~
6响应速度快.日光灯(热电子发射型)和白炽灯由于温升速度限制,响应速度比较慢(因此在LCD等地方应用收到限制).日光灯发光好像还受周围环境温度的影响.
7环保,我国的日光灯汞污染问题很严重.
三色混色的问题主要是三种不同颜色的LED的工作电压不同,给供电带来麻烦,混色不均匀.衰减趋势也不一样,工作中色调会发生变化.我记得以前在某本电子杂志上看到三色八态循环灯,就是共电极的多PN结LED,利用色光的组合发出不同的彩色光线.不知道能不能发出白光.
不足;
1效率.某书(2005年)曰日本日亚以每年提高10-20%光效的速度开发白光LED,Agilient实验室宣称已经可以大规模生产100lm/W的彩色LED.
2成本.GaN,半导体工艺,YAG荧光粉 ~~ 成本不高才怪
3显色指数低.我个人认为是当LED发射光直接作为白光成分时LED发射峰尖锐造成的,比如GaN-YAG白光,GaN发射光谱峰值465nm,半宽30nm,YAG发射的是555nm的平缓光谱.而紫外光LED激发荧光粉有较高显色指数.证明了我的判断.白炽灯由于是简单的热辐射,发射光谱宽(我就经常利用里面的红外线烘东西).不过我没找到白炽灯的显色指数.
4大功率化时散热成为瓶颈,LED的芯片不能过热,这和CPU,三极管等都是一样的.我曾在网上看到大功率(瓦级)的LED,铜结构散热.一是要提高效率,减少转化为热能的能量,二是要加强散热.日光灯和白炽灯就不用散热 唉 `~
5电路可能复杂(某网站如是说,LED的一致性问题.我的书上说电路简单,刚好相反)
下面是综合的比较,注意可达最高这些修饰词
显色指数 | 光效 lm/W | 寿命Kh | ||
白炽灯 | 一般 | 15 | 1< | |
LED | 一般 | 可达85 | 40-50 | >20 |
蓝光-硫化物荧光粉 | 可达94① | |||
日光灯 | 一般 | 85<,可达90,感觉自然 | 75-85② | 6-20③ |
卤磷酸盐荧光粉 | 平均70 | |||
冷阴极荧光灯CCFL | 低 | >20 | ||
无电极荧光灯(感应放电) | 日本松下Everlight型 | 37 | 40 | |
QL | 63.6,70.6 | |||
Genua | 48 | 平均15 | ||
某环状四角形 | 75 | 60 |
①降低显色指数可以大幅度提高光效.
②高频运行可以提高到100lm/W,显色指数也会提高.
③电极寿命限制了工作电流充气压力.
白炽灯、卤钨灯(碘钨灯、溴钨灯)显色指数为99以上,基本接近日光。
显色指数差导致的问题是分辨颜色容易发生误差,比如电子工业人工装配色环电阻、印刷纺织工业人工辨别颜色等场合,只用普通的日光灯照明往往要发生谬误……
纯粹作为生活日用照明的用途,日光灯、高亮度LED还有一个问题,色温和照度不匹配。
人类经过几十万年的进化历程,其祖先的视觉特性基本是适应了完全天然日光照明的,即正午蓝天白云下高照度高色温,黎明黄昏和篝火油灯等人工照明下低照度低色温。
白炽灯基本符合这个规律;但是日光灯就反其道而行之,高色温低照度,人眼视物的舒适程度不佳。
改变PN结的结构或改变组合结构也应该能得到类似日光的接近于连续的辐射
现在的蓝光LED和日光灯都是一样的,利用短波辐射激发荧光粉的长波辐射混合发出白光.荧光灯发射紫外线的效率还是很高的,主要是受荧光粉的效率和寿命限制.卤钨灯白炽灯都是基本热辐射(卤钨灯可以说是一种改进的白炽灯),光谱很宽,显色指数才那么高.LED和日光灯的光缺乏某些频率或者说波长,颜色的光
引用第2楼LED于2007-05-20 13:44发表的 :
说翘首以盼是事实,但真正变成现实还有很长的路要走。理论光效(电能全部转变为可见光能)是683lm/W,如果考虑到光源的视见效果,使光谱分布更为合理,实际理论光效大于上述值。现在的实际情况是:光效最高的低压钠灯光效也仅有220lm/W,远远低于理论光效。而低压钠灯是纯净的纳光谱,颜色单一,几乎不能用来照明。白炽灯光效最高可以做到40lm/W左右,实际销售的普通灯泡只有约15m/W。节能灯可以做到50~60lm/W,已经令人很满足了。路灯照明用的高压钠灯可以达到90~120lm/W,是当前实际应用的效率极限。LED有多高的光效呢?目前LED可以做到60~70lm/W,但是这是实验室的结果。市场上销售的白光LED,质量最好的也只能做到50lm/W左右,通常还是仅有30~40lm/W,不及节能灯。然而同等发光强度的价格却比节能灯高好几倍,寿命虽然比节能灯长一些,但是寿终时光度已经只有开始时的三分之一。如果按寿终光度为初始值的80%来测试,寿命不一定能和节能灯相提并论。因此,LED照明还只能用于一些特殊场合。如果有朝一日LED的效率达到了120~150lm/W,同等光强的价格降到节能灯同等水平,那么LED照明的时代才会真正来临,这一天大家翘首以盼。LED的好处就是,光效有提升余地,而且谁也不知道最终能提升到多少,达到300lm/W都有可能。世界上才有如此大的投资进入LED照明领域,也有望在10年左右时间使光效提高到120~150。当然,LED还有一些其它好处,例如抗震性能等,这些是人人皆知的。
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