LED照明简介_2013版

1、2013版LED照明相关简介2013-01-18LED照明相关简介 2013版2发表提纲2013-01-18LED照明相关简介 2013版41879 发明电灯 爱迪生1938 荧光灯 美国GE 1959 卤钨灯 美国GE1961 高压钠灯 美国GE 1962 金属卤化物灯 美国GE1965 LED(红色) 美国孟山都1976 LED(绿色) 美国孟山都1991 LED(蓝色) 日本日亚1996 LED(白色) 日本日亚 2000 LED应用于室内照明照明大事记光通量光通量( (lm) ) : 光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者(人能感觉出来的辐射通量)即称为光通量。光通量的单位为流

2、明(简写lm),1流明(lumen或lm)定义为一国际标准烛光的光源在单位立体弧角内所通过的光通量。 光照度光照度( (lm/m2) )： 可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯，是英文lux的音译，也可写为lx。被光均匀照射的物体，在单位面积上的光通量。照明术语2013-01-18LED照明相关简介 2013版5光光 效效 (lm/w) ：光源发出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源节能的重要指标。显色性显色性 (Ra) ：光源对物体呈现的程度，即颜色的逼真程度。常称“显色指数”。 色色 温温 (k) ：光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。光束角光

3、束角 () ：通常称角度，指于垂直光束中心线之一平面上，发光强度等于50%最大发光强度的二个方向之间的夹角 。2013-01-18LED照明相关简介 2013版6烛光1930K正白冷白白炽灯2760K荧光灯3000K午日光5600K蓝天12000K18000K暖白显色与色温显色色温2013-01-18LED照明相关简介 2013版7传统光源介绍 A荧光灯是利用低气压的汞蒸气在放电过程中辐射紫外线，从而使荧光粉发出可见光的原理发光，因此它属于低气压弧光放电光源。优点：光效高、寿命长。缺点：不环保、有频闪、不可调、易碎紧凑型荧光灯（节能灯） 白炽灯（灯泡）白炽灯又称钨丝灯、灯泡，是将灯丝通电加热到

4、白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源。优点：成本低，可调性高，显色性极佳（Ra=100）。缺点：光效低，寿命短，色温低、易碎2013-01-18LED照明相关简介 2013版8传统光源介绍 B高压钠灯是一种高强度气体放电灯泡。当灯泡启动后，电弧管两端电极之间产生电弧，电子与钠原子、汞原子之间碰撞激发，多余的能量以光辐射的形式释放，便产生了光。优点：发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不锈蚀。缺点：不环保，显色性差，色温低、启动慢高压钠灯金卤灯金卤灯是交流电源工作的，在汞和稀有金属的卤化物混合蒸气中产生电弧放电发光的放电灯，广泛应用于体育场馆、展览中心、大型商场、工业厂房、街道广场、车站、

5、码头等场所的室内照明。优点：光效较高(100lm/w)，寿命较长(10000h)，显色性好(Ra 6595)，结构紧凑，性能稳定缺点：不环保、启动慢2013-01-18LED照明相关简介 2013版9LED LED LED 的主的主要组成部分，要组成部分，可分为：可分为：1 1、支架；、支架；2 2、银胶；、银胶；3 3、晶片；、晶片；4 4、金线；、金线；5 5、环氧。、环氧。LED结构2013-01-18LED照明相关简介 2013版102013-01-18LED照明相关简介 2013版11LED的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片晶片， 在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层

6、，称为p-n结。在半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时 会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光 能。PN结加反向电压，载流子难以注入，故不发光。LED发光原理发光2013-01-18LED照明相关简介 2013版12外延片外延片工艺流程 （MOCVD + 两步生长法）衬底 - 结构设计 - 缓冲层生长 - N型型GaN层生长层生长 - 多量子阱发光层生多量子阱发光层生 - P型型GaN层生长层生长 - 退火 - 检测（光荧光、X射线） - 外延片外延片衬底衬底工艺流程 （柴氏拉晶法 or 凯氏长晶法）蓝宝石晶体 - 长晶 - 定向 - 掏棒 - 滚磨 -

7、晶棒晶棒 定向 - 切片 - 研磨 - 倒角- 抛光 - 清洗 基片基片外延片 - 清洗 - 镀透明电极层 - 透明电极图形光刻 - 腐蚀 - 去胶 - 平台图形光刻 - 干法刻蚀 - 去胶 - 退火 - SiO2沉积 - 窗口图形光刻 - SiO2腐蚀 - 去胶 - N极图形光刻 - 预清洗 - 镀膜 - 剥离 - 退火 - P极图形光刻 - 镀膜 - 剥离 - 研磨 - 切割 - 芯片 - 成品测试。晶片晶片工艺流程晶片的形成2013-01-18LED照明相关简介 2013版13LED发光技术简史1907SiC发黄光1919ZnS化物发黄光1936电致发光50年代GaAs6060年代末年代

8、末P P化物化物/GaAs/GaAs可见红光可见红光70年代末纯绿色19961996YagYag荧光粉荧光粉白光白光19911991GaN/GaN/蓝宝石蓝宝石蓝光蓝光19002000起步应用2013-01-18LED照明相关简介 2013版14光色与晶片2013-01-18LED照明相关简介 2013版15白光LED发光原理-YAG荧光粉 （单晶法）*YAG：钇铝石榴石这是一种目前最成熟、性价比最高的获取白光LED的方式。2013-01-18LED照明相关简介 2013版16白光LED发光原理-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但这种方法主要的问题是绿光的转换效率底，所以总体的效率不高。同时三种颜色的LED的正向电压和光输出不同，两外它们的温度特性和光维持特性也不相同，因而对电路的要求也比较高。 RGB法形成白光可以看成拼凑出来的一种白光光源，它的光谱可变，色温和显色性也可变，以适合各种需要。LED封装形式 2013-01-18LED照明相关简介 2013版1730143528直插直插( (引脚引脚) )式式 DIPDIPLED脚式封装采用引线架作各种封装外型的引脚，是最先研发成功投放市场的封装结构，品种数量繁 LED封装仪器多，技术成熟度较高，封装内结构与反射层仍在不断改进。

10、标准LED被大多数客户认为是目前显示行业中最方便、最经济的解决方案。表面贴装式表面贴装式 SMDSMD在2002年，表面贴装封装的LED(SMD LED)逐渐被市场所接受，并获得一定的市场份额，从引脚式封装技术转向SMD符合整个电子行业发展大趋势，很多生产厂商推出此类产品。集成封装集成封装 COBCOBCOB封装可将多颗芯片直接封装在金属基印刷电路板MCPCB，通过基板直接散热，不仅能减少支架的制造工艺及其成本，还具有减少热阻的散热优势。从成本和应用角度来看，COB成为未来灯具化设计的主流方向。2013-01-18LED照明相关简介 2013版18LED封装代表厂家 第一名：亿光 23% Ev

11、erlight第二名：光宝 19% LITEON第三名：今台 12% KingBright第四名：隆达 10% Lextar第五名：东贝 9% Unity01：日亚（日本） Nichia02：科锐（美国） Cree03：欧司朗（德国） Osram04：丰田合成（日本）Toyoda Gosei05：流明（美国） Lumileds台湾著名LED厂家 全球5大巨头2013-01-18LED照明相关简介 2013版19衬底外延芯片Si，SiC，蓝宝石，合金发光材料GaAs、GaNDice工程灯具封装安装、施工方案、应用灯珠LED产业链结构2013-01-18LED照明相关简介 2013版20/5120

12、12年中国LED行业总产值同比增长其中：其中：上游外延、芯片中游封装下游应用同比增长同比增长同比增长72 亿元397 亿元1590 亿元20%24%37%2059 亿元34%产业态势关键技术与国际水平差距逐步缩小，应用技术具有一定优势国产芯片进口替代比例逐年上升，2011年达68% 大功率芯片产业化光效120 lm/W 硅（Si）衬底功率型芯片产业化光效100 lm/W 功率型白光半导体照明封装接近国际先进水平，超过130 lm/W 数据来源：中国半导体照明行业发展报告通用照明篇（2011）CSA Consulting 技术态势2013-01-18LED照明相关简介 2013版212013-0

13、1-18LED照明相关简介 2013版22专利环境有所改善 竞争焦点从上游向下游应用延伸，中国传统优势领域得到强化大陆的LED相关专利申请量增长率高于全球平均水平标准检测体系逐步推进 标准专利12项国标（术语定义、测试、安全、路灯等），拟制定24项国标，10项行标（材料、器件等）13项技术规范（灯具、测量方法等）CQC已经开展5种LED照明产品的节能认证2012年4月18日，半导体照明标准领导小组和专家组成立，加快标准体系建立和技术标准制订工作半导体照明联合创新国家重点实验室（筹）的半导体照明产品规格接口和加速可靠性测试项目全球和我国半导体照明产业专利申请增长比较 数据来源：国家知识产权局，C

14、SA2013-01-18LED照明相关简介 2013版23投资态势 势头减弱：从2011上半年开始，规划投资降温明显 热点转移：投资热点向中下游转移数据来源：中国半导体照明行业发展报告通用照明篇（2011）CSA Consulting 大势所趋2013-01-18LED照明相关简介 2013版25LED光源特点固态光源：不怕震动，与生俱来的安全、防爆特性直流驱动：低电压直流驱动，无频闪，更安全超广色域：130%的NTSC色域（真彩色）点光源：有限空间内也可任意排布光路可控：发光角度可任意调整，设计无局限超高光效：理论光效可达 683 lm/w （黄绿光），324 lm/w（白光）超长寿命：理论

15、值可达10万小时 由于LED带宽比较窄，颜色纯度高，因此LED的色彩比其他光源的色彩丰富得多。 据有关专家计算，LED的色彩比NTSC色域丰富30%,因此，它能够更准确的反应物体的真实性，当然也更受消费者的青睐！LED色域2013-01-18LED照明相关简介 2013版26LED灯具结构 以球泡灯为例LED光源散热组件恒流驱动+结构组件+2013-01-18LED照明相关简介 2013版27光学组件2013-01-18LED照明相关简介 2013版28LED灯具种类2013-01-18LED照明相关简介 2013版29对比2013-01-18LED照明相关简介 2013版302013-01-

16、18LED照明相关简介 2013版31LED照明的整体优势1、省电：比传统灯具节省80%50%以上能耗。2、热量排放小，可减小空调能耗，实现二次节能。3、配光设计精准，可根据不同场景选择不同的配光。4、即时起动，不受环境温度影响，没有频闪及噪音，舒适度高。5、没有红外线与紫外线，不会造成光污染（不会对被照物造成伤害）。6、不含汞，不会污染环境。7、光源不带管状玻璃，不存在破碎或爆炸，减小运输及使用风险。8、寿命长，可达50000小时以上，是传统灯具的6到10倍，减少维护费用。9、LED照明还可利用太阳能、风能来提供照明电源。2013-01-18LED照明相关简介 2013版32对比项目对比项目

17、白炽灯白炽灯荧光灯荧光灯高压钠灯高压钠灯金卤灯金卤灯LEDLED灯灯电源电源AC 220V镇流器镇流器镇流器恒流源光效光效10 lm/w平均65 lm/w70115 lm/w6595 lm/w80180 lm/w寿命寿命平均1000 h8000 h12000 h8000 h50000100000 h抗震抗震易碎易碎易碎易碎强100%100%亮度亮度时间时间毫秒级别23秒58 分钟58 分钟纳秒级别短时间短时间重复启动重复启动可以可以不可以不可以可以环保环保无汞蒸汽汞蒸汽汞蒸汽无显色显色最高一般差高高LED光源的优点（性能对比） 2013-01-18LED照明相关简介 2013版33使用光源使用

18、光源白炽灯白炽灯荧光灯荧光灯高压钠灯高压钠灯金卤灯金卤灯LEDLED灯灯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/瓦电源效率电源效率100%85%90%90%90%有效光照效率有效光照效率( (发光角度发光角度) )60%60%60%60%90%灯具灯具( (取光取光) )效效率率60%60%60%60%90%平平 均均 寿寿 命命1000小时5000小时8000小时6000小时50000小时LED光源的优点（光效对比） LED计算： 120*0.90*0.90*0.90 = 87.5流明/瓦 白炽灯计算： 10*1.00*0.60*0.60 =

19、 3.6流明/瓦 荧光灯计算： 65*0.85*0.60*0.60 = 19.9流明/瓦 金卤灯计算： 80*0.90*0.60*0.60 = 25.9流明/瓦 高压钠灯计算： 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照明相关简介 2013版34/51节省预算举例 假设：某工厂新建厂房，要用300盏工矿灯，100根灯管。 每天点灯12小时。当地电费1元/Kwh。数量功率(w)年电费(元)灯具单价(元)年维护费(元)300盏 工矿工矿100根 灯管灯管12535361216425045990157685256灯具总价(元)3001236510001*/125W*164250=20045080 150600001350008000 15000功率数量小时/天天/年千瓦电价年电12877268000150000