LED照明簡介2013版

1、2013版LED照明相關(guān)簡介2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版2發(fā)表提綱2013-01-18LED照明相關(guān)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(lán)色) 日本日亞1996 LED(白色) 日本日亞 2000 LED應(yīng)用于室內(nèi)照明照明大事記光通量光通量( (lm) ) : 光源在單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)出的能量,其中可產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)燭光的光源在單位立體弧角內(nèi)所通過的光通量。 光照度光照度( (lm/m2) )： 可用照度計(jì)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(shù)語2013-01-18LED照明相關(guān)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(biāo)。顯色性顯色性 (Ra) ：光源對物體呈現(xiàn)的程度，即顏色的逼真程度。常稱“顯色指數(shù)”。 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(shí)，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(qiáng)度等于50%最大發(fā)光強(qiáng)度的二個(gè)方向之間的夾角 。2013-01-18LED照明相關(guān)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(lán)天12000K18000K暖白顯色與色溫顯色色溫2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版7傳統(tǒng)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(diǎn)：光效高、壽命長。缺點(diǎn)：不環(huán)保、有頻閃、不可調(diào)、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(diǎn)：成本低，可調(diào)性高，顯色性極佳（Ra=100）。缺點(diǎn)：光效低，壽命短，色溫低、易碎2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版8傳統(tǒng)光源介紹 B高壓鈉燈是一種高強(qiáng)度氣體放電燈泡。當(dāng)燈泡啟動后，電弧管兩端電極之間產(chǎn)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(chǎn)生了光。優(yōu)點(diǎn)：發(fā)光效率高、耗電少、壽命長、透霧能力強(qiáng)和不銹蝕。缺點(diǎn)：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(chǎn)生電弧放電發(fā)光的放電燈，廣泛應(yīng)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(nèi)照明。優(yōu)點(diǎn)：光效較高(100lm/w)，壽命較長(10000h)，顯色性好(Ra 6595)，結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定缺點(diǎn)：不環(huán)保、啟動慢2013-01-18LED照明相關(guān)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(jié)構(gòu)2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版102013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版11LED的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片晶片， 在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層

6、，稱為p-n結(jié)。在半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí) 會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光 能。PN結(jié)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(guān)簡介 2013版12外延片外延片工藝流程 （MOCVD + 兩步生長法）襯底 - 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 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(lán)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(yù)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(guān)簡介 2013版13LED發(fā)光技術(shù)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(lán)寶石藍(lán)寶石藍(lán)光藍(lán)光19002000起步應(yīng)用2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版14光色與晶片2013-01-18LED照明相關(guān)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(jià)比最高的獲取白光LED的方式。2013-01-18LED照明相關(guān)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(zhuǎn)換效率底，所以總體的效率不高。同時(shí)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(guān)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(jié)構(gòu)，品種數(shù)量繁 LED封裝儀器多，技術(shù)成熟度較高，封裝內(nèi)結(jié)構(gòu)與反射層仍在不斷改進(jìn)。

10、標(biāo)準(zhǔn)LED被大多數(shù)客戶認(rèn)為是目前顯示行業(yè)中最方便、最經(jīng)濟(jì)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(shù)轉(zhuǎn)向SMD符合整個(gè)電子行業(yè)發(fā)展大趨勢，很多生產(chǎn)廠商推出此類產(chǎn)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(yīng)用角度來看，COB成為未來燈具化設(shè)計(jì)的主流方向。2013-01-18LED照明相關(guān)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(dá) 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(guān)簡介 2013版19襯底外延芯片Si，SiC，藍(lán)寶石，合金發(fā)光材料GaAs、GaNDice工程燈具封裝安裝、施工方案、應(yīng)用燈珠LED產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版20/5120

12、12年中國LED行業(yè)總產(chǎn)值同比增長其中：其中：上游外延、芯片中游封裝下游應(yīng)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(chǎn)業(yè)態(tài)勢關(guān)鍵技術(shù)與國際水平差距逐步縮小，應(yīng)用技術(shù)具有一定優(yōu)勢國產(chǎn)芯片進(jìn)口替代比例逐年上升，2011年達(dá)68% 大功率芯片產(chǎn)業(yè)化光效120 lm/W 硅（Si）襯底功率型芯片產(chǎn)業(yè)化光效100 lm/W 功率型白光半導(dǎo)體照明封裝接近國際先進(jìn)水平，超過130 lm/W 數(shù)據(jù)來源：中國半導(dǎo)體照明行業(yè)發(fā)展報(bào)告通用照明篇（2011）CSA Consulting 技術(shù)態(tài)勢2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版212013-0

13、1-18LED照明相關(guān)簡介 2013版22專利環(huán)境有所改善 競爭焦點(diǎn)從上游向下游應(yīng)用延伸，中國傳統(tǒng)優(yōu)勢領(lǐng)域得到強(qiáng)化大陸的LED相關(guān)專利申請量增長率高于全球平均水平標(biāo)準(zhǔn)檢測體系逐步推進(jìn) 標(biāo)準(zhǔn)專利12項(xiàng)國標(biāo)（術(shù)語定義、測試、安全、路燈等），擬制定24項(xiàng)國標(biāo)，10項(xiàng)行標(biāo)（材料、器件等）13項(xiàng)技術(shù)規(guī)范（燈具、測量方法等）CQC已經(jīng)開展5種LED照明產(chǎn)品的節(jié)能認(rèn)證2012年4月18日，半導(dǎo)體照明標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)導(dǎo)小組和專家組成立，加快標(biāo)準(zhǔn)體系建立和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制訂工作半導(dǎo)體照明聯(lián)合創(chuàng)新國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（籌）的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品規(guī)格接口和加速可靠性測試項(xiàng)目全球和我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)專利申請?jiān)鲩L比較 數(shù)據(jù)來源：國家知識產(chǎn)權(quán)局，C

14、SA2013-01-18LED照明相關(guān)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(diǎn)轉(zhuǎn)移：投資熱點(diǎn)向中下游轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)來源：中國半導(dǎo)體照明行業(yè)發(fā)展報(bào)告通用照明篇（2011）CSA Consulting 大勢所趨2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版25LED光源特點(diǎn)固態(tài)光源：不怕震動，與生俱來的安全、防爆特性直流驅(qū)動：低電壓直流驅(qū)動，無頻閃，更安全超廣色域：130%的NTSC色域（真彩色）點(diǎn)光源：有限空間內(nèi)也可任意排布光路可控：發(fā)光角度可任意調(diào)整，設(shè)計(jì)無局限超高光效：理論光效可達(dá) 683 lm/w （黃綠光），324 lm/w（白光）超長壽命：理論

15、值可達(dá)10萬小時(shí) 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(jù)有關(guān)專家計(jì)算，LED的色彩比NTSC色域豐富30%,因此，它能夠更準(zhǔn)確的反應(yīng)物體的真實(shí)性，當(dāng)然也更受消費(fèi)者的青睞！LED色域2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版26LED燈具結(jié)構(gòu) 以球泡燈為例LED光源散熱組件恒流驅(qū)動+結(jié)構(gòu)組件+2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版27光學(xué)組件2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版28LED燈具種類2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版29對比2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版302013-01-

16、18LED照明相關(guān)簡介 2013版31LED照明的整體優(yōu)勢1、省電：比傳統(tǒng)燈具節(jié)省80%50%以上能耗。2、熱量排放小，可減小空調(diào)能耗，實(shí)現(xiàn)二次節(jié)能。3、配光設(shè)計(jì)精準(zhǔn)，可根據(jù)不同場景選擇不同的配光。4、即時(shí)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(yùn)輸及使用風(fēng)險(xiǎn)。8、壽命長，可達(dá)50000小時(shí)以上，是傳統(tǒng)燈具的6到10倍，減少維護(hù)費(fèi)用。9、LED照明還可利用太陽能、風(fēng)能來提供照明電源。2013-01-18LED照明相關(guān)簡介 2013版32對比項(xiàng)目對比項(xiàng)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(qiáng)100%100%亮度亮度時(shí)間時(shí)間毫秒級別23秒58 分鐘58 分鐘納秒級別短時(shí)間短時(shí)間重復(fù)啟動重復(fù)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(diǎn)（性能對比） 2013-01-18LED照明相關(guān)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(shí)5000小時(shí)8000小時(shí)6000小時(shí)50000小時(shí)LED光源的優(yōu)點(diǎn)（光效對比） LED計(jì)算： 120*0.90*0.90*0.90 = 87.5流明/瓦 白熾燈計(jì)算： 10*1.00*0.60*0.60 =

19、 3.6流明/瓦 熒光燈計(jì)算： 65*0.85*0.60*0.60 = 19.9流明/瓦 金鹵燈計(jì)算： 80*0.90*0.60*0.60 = 25.9流明/瓦 高壓鈉燈計(jì)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(guān)簡介 2013版34/51節(jié)省預(yù)算舉例 假設(shè)：某工廠新建廠房，要用300盞工礦燈，100根燈管。 每天點(diǎn)燈12小時(shí)。當(dāng)?shù)仉娰M(fèi)1元/Kwh。數(shù)量功率(w)年電費(fèi)(元)燈具單價(jià)(元)年維護(hù)費(fèi)(元)300盞 工礦工礦100根 燈管燈管12535361216425045990157685256燈具總價(jià)(元)3001236510001*/125W*164250=20045080 150600001350008000 15000功率數(shù)量小時(shí)/天天/年千瓦電價(jià)年電12877268000150000