三大層面淺談LED照明技術(shù)

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2014-10-16

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 如果從LED照明技術(shù)的發(fā)展來看，可以從三個方面來講，一個是芯片層面，一個是封裝層面，一個是應(yīng)用層面。芯片層面主要關(guān)注LED的制成技術(shù);封裝層面主要是如何把LED芯片轉(zhuǎn)換成可以用來照明的燈珠或是光源;LED應(yīng)用層面技術(shù)發(fā)展相對復(fù)雜，主要包括電子控制技術(shù)的發(fā)展、新型材料的發(fā)展和使用，環(huán)境照明質(zhì)量評價技術(shù)的發(fā)展和完善。

 

芯片層面

　

一直以追求高的發(fā)光效率為LED芯片技術(shù)發(fā)展的動力。倒裝技術(shù)是目前獲取高效大功率LED芯片的主要技術(shù)之一，襯底材料中藍(lán)寶石和與之配套的垂直結(jié)構(gòu)的激光襯底剝離技術(shù)(LLO)和新型鍵合技術(shù)仍將在較長時間內(nèi)占統(tǒng)治地位。

 

但在不久的將來，采用金屬半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，改善歐姆接觸，提高晶體質(zhì)量，改善電子遷移率和電注入效率，同時通過LED芯片外形表面粗化和光子晶體，高反射率鏡面，透明電極改善提取光效率， LED置換工程，那時白光LED的總效率可達(dá)到52%。

 

隨著LED光效的提高，一方面芯片越做越小， LED置換工程，在一定大小的外延片上可切割的芯片數(shù)越來越多，從而降低單顆芯片的成本，恒光電器,照亮您的生活，另一方面單芯片功率越做越大，如現(xiàn)在是3W，將來會往5W、10W發(fā)展。這對有功率要求的照明應(yīng)用可以減少芯片使用數(shù)，企業(yè)資訊，降低應(yīng)用系統(tǒng)的成本。

 

總之，倒裝法、高電壓、硅基氮化鎵仍將是半導(dǎo)體照明芯片的發(fā)展方向。

　　

 

封裝層面

 

芯片級封裝、LED燈絲封裝、高顯色指數(shù)及廣色域?qū)⑹俏磥矸庋b工藝的發(fā)展趨勢。采用透明導(dǎo)電膜、表面粗化技術(shù)、DBR反射器技術(shù)來提升LED燈珠的光效正裝封裝仍然是技術(shù)主流;同時倒裝結(jié)構(gòu)的cob/COF技術(shù)也是封裝廠家關(guān)注的重點，集成封裝式光引擎將會成為下一季研發(fā)重點。

　　

去電源方案(高壓LED)，COB/COF應(yīng)用的普及：在成本因素驅(qū)動下，去電源方案逐步成為可接受的產(chǎn)品，而高壓LED充分迎合了去電源方案，商業(yè)照明燈具，但其需要解決的是芯片可靠性。憑借低熱阻、光型好、免焊接以及成本低廉等優(yōu)勢，COB應(yīng)用在今后將會得到廣泛普及。

　　

另外，中功率將成為主流封裝方式，目前市場上的產(chǎn)品多為大功率LED產(chǎn)品或是小功率LED產(chǎn)品，它們雖各有優(yōu)點，但也有著無法克服的缺陷，而結(jié)合兩者優(yōu)點的中功率LED產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。

　　

還有就是新材料在封裝中的應(yīng)用。耐高溫、抗紫外以及低吸水率等更高環(huán)境耐受性的材料，如熱固型材料EMC、熱塑性PCT、改性PPA以及類陶瓷塑料等將會被廣泛應(yīng)用。

 

對于光品質(zhì)的需求，針對室內(nèi)照明方面，LED顯色指數(shù)CRI 以80為標(biāo)準(zhǔn)，以90+為目標(biāo)，盡量使照明產(chǎn)品的光色接近普朗克曲線，這樣才能改善LED的光品質(zhì)，今后室內(nèi)照明也將更關(guān)注光的品質(zhì)。

　　

通過優(yōu)化LED封裝技術(shù)，光效進(jìn)一步提高，目前已經(jīng)超過200lm/W，遠(yuǎn)高于其他大量使用的傳統(tǒng)光源。LED燈珠的散熱性能將進(jìn)一步改善，可靠性進(jìn)一步提高，燈珠的壽命也會進(jìn)一步延長，從而光色品質(zhì)進(jìn)一步提高，最終人眼舒適度達(dá)到進(jìn)一步改善。

　　

 

LED應(yīng)用研發(fā)層面

 

目前應(yīng)用廠家主要通過采用新型散熱材料、先進(jìn)光學(xué)設(shè)計與新型光學(xué)材料應(yīng)用等手段實現(xiàn)LED照明產(chǎn)品的成本優(yōu)化，同時并保證產(chǎn)品性能。

 

但在將來，LED照明應(yīng)用廠家將重點關(guān)注這些點：

1、 基于應(yīng)用場景要求的可互換LED光引擎技術(shù);

2、基于物聯(lián)網(wǎng)平臺的LED智能照明系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù);

3、基于可靠性設(shè)計的LED照明燈具開發(fā)，設(shè)計，使用周期內(nèi)保持顏色/亮度一致性的高性能LED照明燈具開發(fā);

4、基于大面積高效漫射擴(kuò)散板技術(shù)的燈具開發(fā);

5、在線光環(huán)境體驗的照明系統(tǒng)解決技術(shù)和服務(wù)系統(tǒng);

6、LED光源的色彩豐富特性，這使得情景照明也將是LED照明的核心競爭力。

　　

傳統(tǒng)照明燈具都是圍繞光源形狀尺寸來設(shè)計的，尺寸固定。

 

而LED照明燈具的特點是：

燈具形狀自由，外觀創(chuàng)意;

燈具尺寸自由，大小靈活;

燈具光量自由，按需照明;

燈具光譜自由，光色靈動;

燈具位置自由，安裝隨意。

 

未來LED燈具形狀將不再局限于傳統(tǒng)燈具的形狀，而傾向于形狀自由化和隱藏性。形狀自由一方面滿足個性需求，另一方面則可作為裝飾品進(jìn)行點綴;而LED的隱藏性將以嵌入式的形式讓照明燈具隱藏起來但又無處不在。

 

同時LED照明產(chǎn)品實現(xiàn)光照流明隨意控制，不再局限于某一區(qū)域某一情景中固定的瓦數(shù)，這將是一個極大的技術(shù)進(jìn)步。

　　

 

智能照明：未來發(fā)展趨勢

　

智能照明是指利用智能客戶端進(jìn)行信息收集、處理和操控，LED照明企業(yè)，通過對燈光進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)、燈光開關(guān)機(jī)分布控制、光譜調(diào)節(jié)控制、場景設(shè)置等功能，達(dá)到安全、節(jié)能、健康、舒適等特點。

 

智能照明技術(shù)的特點包括分布式、遙控遙測、開放式、兼容性、互動性等。

 

要達(dá)到智能照明，LED燈管，需要具備客戶端智能操作技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、云端大數(shù)據(jù)管理分析技術(shù)、客戶在線體驗的情境照明技術(shù)，只有以這些技術(shù)為基礎(chǔ)，才能真正實現(xiàn)智能照明。

 

未來對智能化照明的的要求就是個性化展示、簡易操控、情緒感應(yīng)。

 

家居照明因其照明需求較為簡單，商業(yè)照明燈具，較易操控，因此智能LED照明會從這里出發(fā)。但隨著技術(shù)的發(fā)展，未來即使在公共場合，車間照明，也需一個良好的照明系統(tǒng)，比如戶外景觀照明對智能化的需求就非常高，但技術(shù)難以滿足需求。

 

如何突破戶外照明、商業(yè)照明等公共場所智能照明的技術(shù)瓶頸、價格障礙也已經(jīng)成為亟待解決的問題。

　　

 

智能化是未來生活的必然趨勢。LED燈具智能化只是各種家居設(shè)備智能化的一小部分，企業(yè)必須要通過技術(shù)研發(fā)讓燈具變得智能與多樣，以迎合客戶的個性化需求。但是目前智能照明技術(shù)由于成本過高、產(chǎn)品匹配性較差等問題，致使LED智能照明產(chǎn)品無法普及。

 

隨著技術(shù)改進(jìn)、產(chǎn)品性能趨向穩(wěn)定、成本降低，智能化LED燈具肯定會廣泛流通于市場。LED企業(yè)是否掌握了智能照明技術(shù)，并且設(shè)計出迎合市場需求的產(chǎn)品和智能控制系統(tǒng)，在很大程度是決定了該企業(yè)能否長期發(fā)展。

　　

從使用場景來看，場景不同，照明需求也不一樣。LED室內(nèi)照明作為LED照明的“一支洪流”，其發(fā)展經(jīng)歷三個主要階段：

　　

一、完善產(chǎn)品性能。

在這一階段LED企業(yè)著重提高產(chǎn)品效能，保證LED產(chǎn)品的照明質(zhì)量，LED照明企業(yè)，諸如提高LED光源、MR16燈杯及LED模組等產(chǎn)品的效能;

　　

二、優(yōu)化成本。

這個階段，企業(yè)要盡量縮短產(chǎn)品回收周期，增加自身產(chǎn)品容量，通過提升產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)，從而生產(chǎn)出為客戶所接受的高性價比的產(chǎn)品;

　　

三、引領(lǐng)光的數(shù)字化。

室內(nèi)照明的質(zhì)量有三個重要的衡量指標(biāo)：物理指標(biāo)、生理指標(biāo)和心理指標(biāo)。不同的光照環(huán)境會影響消費(fèi)者的心跳、血壓等生理指標(biāo)，從而影響到消費(fèi)者的心理舒適度。在照明應(yīng)用上，生理指標(biāo)和心理指標(biāo)更為重要。

 

未來的室內(nèi)照明將不會太關(guān)注光效，照明方案，而會更注重光的品質(zhì)， led亮化工程公司，更關(guān)注客戶的情感體驗，通過對光的感悟營造出愉悅環(huán)境，還有不同觀察方向的燈具色差。LED產(chǎn)品本身色差和色漂、頻閃都會影響室內(nèi)照明效果。