LED半导体照明创新方案与制定相应标准的建议

1、LED半导体照明创新方案与制定相应标准的建议夏志清:LED半导体照明创新方案与制定相应标准的建议文章编号:10066268(2007)01005803LED半导体照明创新方案与制定相应标准的建议夏志清(武汉市维新光电子有限责任公司.武汉430032)摘要:介绍了作者所在单位开发的Dcjc-s(叠层结构)技术在大功率LED封装上的应用半导体照明创新方案与制定相应标准的建议.关键词:照明;标准;建议中图分类号:TN383文献标识码:ALEDSemiconductorIlluminationTrendsettingSchemeandtheSuggestionWorkingOuttheCorrespo

2、ndingStandardXlAZhi-qing(WuhanWeixinOpticalElectronicsCo.,Ltd,Wuhan430032,China)Abstract:HaveintroduceddevelopmentauthorunittowhichonebelongsDCJGS(1aminationstructure)technologypretendingoninhigh-powerLEDpackagesonapplicationLEDsemiconductorilluminationtrendsettingschemeandthesuggestionworkingoutthe

3、correspondingstandard.Keywo(ds:illumination;standard;suggestion1LED半导体照明简述LED半导体在照明领域中的普遍应用,可能是继白炽灯发明以来最重要的技术革命.由于半导体材料可直接将电能转换为光能,所以LED半导体照明与传统照明光源最大的不同在于它的光能不是由热能转化而来的,是真正意义上的绿色光源,具有寿命长,能耗低,发光效率高,稳定性好,无频闪以及无红外线和紫外线辐射等优点,并且发出的光色纯净.LED半导体照明与传统意义上的白炽灯,荧光灯,高压钠灯等在原理上,结构上,组合上具有根本性的区别,因此,在LED半导体照明灯的设计,标准

4、的问题上要充分考虑LED半导体照明灯的基础结构,封装形式,散热方式,可靠性等特点,通过制定或修订标准对产品设计和工程方案进行规范,从而引导这个新兴行业(产品)由无序,无标准状态变为有序,有标准地进入市场.2LED发光特性LED半导体在正向偏压下发光是通过电子与空穴的复合运动,将复合的能量以光(有效复合)或热58现代显示AdvancedDisplayJan2007,总第71期收稿日期:20061115夏志清:LED半导体照明创新方案与制定相应标准的建议(无效复合)的形式释放,发出的光场呈扇形分布,发光强度略大于最大强度的一半之处所构成的角度称为半强度角日,2,是典型的点光源和高指向性光源(如图1

5、所示).如果将多个LED芯片封装在一个面板上,那么就构成了面光源,但仍具有高指向性(如图2所示),距离照明需求的散光源还有一定的差距.虽然可以在封装时加上散射剂以及光学透镜处理来促进散射问题,但在大功率LED发光芯片的散热及发光效率的处理上又存在着寻求理想解决方案的难题.-图1用于照明光源的LED图2由多个LED组成的面光源现在用于照明的大功率发光管有,LED1W3W,5W等规格,由于是高发光强度的点光源和嵩指向性光源,对人眼视网膜造成伤害的问题不容忽视.因此,在大功率照明光源设计,创新中就要有新的思路,并制定新的标准规范.3LED线型光源设计为适应通用照明的需要,LED半导体照明光源迫切需要

6、解决散热问题,特别是LED多芯封装或多个LED灯管集成灯具的散热问题.据有关资料统计,大约70%的故障是由于LED的结温过高造成的.在负载为额定功率一半的情况下,温度每升高20,故障就上升一倍,可见,LED热阻严重地影路板垂直安装的一种设计,LED芯片支架并列在线路板的两面,芯片两极的连线分别焊在两个支架上,两端的LED芯片支架通过导热的绝缘垫片与外挂散热体连接.由于采用以上设计思路,芯片与外挂散热体的热阻变小,同时支架本身也是良好的热导体,所以采用小功率芯片线型集成封装,其热效应低,光效高.通过这种聚小成大的设计,不仅实现了大功率LED灯的光强度,而且有效地避免了形成点光源,自然也就避免了对

7、人眼视网膜的伤害.图4给出的是一个环形LED芯片封装,它所实现的就是LED照明散光源效果,它所形成的光源场大于180.这就为LED用于普通照明开辟了一个全新的思路,在这个基础上我们进一步完善方案,可以取得更佳的效果.图4JaR2o,总第7l期4制定LED半导体照明光源标准的建议(1)现有LED半导体照明的设计仍沿用传统照明设计思路是不可取的.传统照明是由灯丝或其它电致发光材料发光,较少考虑散热问题,与LED照明通过电子注入与空穴复合发光完全是两种发光原理.因此,半导体LED照明标准不应沿用灯泡,灯管,灯座,灯罩的概念,而应该是由发光体,散热体,电源组,光学组件构成发光引擎.低照度二极管可采用现

8、行二极管的标准,而大功率(大于1W),高流明(根据LED的发展,单颗LED芯片可达到2001m/W)的LED发光管则应有相应标准规定,为避免或尽量减小大功率点光源对人眼视网膜造成的伤害,还建议制定对大功率点光源发光强度的限制标准,对未经过良好光学设计,不具备绿色照明效果的LED照明亮出市场准入的红灯,同时对LED点光源,面光源,线型光源进行标准定义和合规定光学设计标;隹.(2)LED发光体电学指标,光学指标,热学指标中应重点强调发光强度的空间分布:可否把视角小于60.在标准上纳入射灯范围:把60.一12O.纳入一般照明范围:把>120.纳入通用照明范围.另外,对LED结温测定中应

9、规定结温许可值<80oC,用以保证产品的设计寿命和光效,同时应增加热量管理指标,防止LED由于过热而造成失效.热量管理中,对散热指标给出推荐性的结构尺寸,如点光源基板尺寸,散热体散热面积等,如有可能,还可建立LED常规基板标准,支架标准(推荐采用专利),使行业规模化生产有标准可循.5结束语半导体LED照明是照明领域的新生事物,制定相关的标准将给照明史树立新的里程碑,促进LED照明行业规范快速地发展.作者简介:夏志清(1965一),男,湖北新洲人,1985年毕业于华中师范大学物理系,本科学士学位,E-mail:Wangjiali200206111163 o+¨+¨

10、;+”+¨+¨+”+.+”+”“+?+¨+”+”十¨+”+.十”+-.+¨十”+”+¨十”+”+_+.+.+”+_+¨+”+.,诚聘,4.-t1-华刚光电I上海)1-十+i+工华刚光电1982年成立于香港,2005年LED模块事业部取得ISO/TS16949认证,产品包括全彩显示屏,信息显示板,交通灯,汽车照明,铁路信号灯及特殊照明,其产品的研发和生产达国际先进水平,处于国工+内行业领先地位.t华刚(上海)现急聘如下人员:t下1.封装工程师(一名),背光源工程师(一名),均要求具备1年以上相关工作经验,具有团队合作精神i2.业务人员(若干名),性格开朗,语言表达能力及应变能力强,有一定的专业知识,熟悉市场.土阜以上人员要求长期在上海工作,性别,学历不限,有意者请将个人简历按以下方式投递至华刚光电(上十海),我们会尽快联系您.+ii联系人:曹小姐; :(86)21-52831808.528318