飞利浦LED产品介绍

LED產品介紹目錄LED和LED照明飛利浦LED照明的發展LED產品特徵及應用特點LED的產品局限及影響LED五大關鍵因素飛利浦LED照明產品LED和LED照明飛利浦LED照明的發展LED產品特徵及應用特點LED的產品局限及影響LED五大關鍵因素飛利浦LED照明產品目錄什麼是LED？LED：LightEmittingDiode,發光二極體的英文縮寫,簡稱LEDLED：是一種固態的半導體器件，它可以直接把電轉化為光LED發光二極體發光原理加上正向偏壓載流子複合釋放能量p型半導體(空穴多數)n型半導體(電子多數)空穴與電子複合放出的過剩能量變為光或熱能帶間隙可見光P-n結空穴流向n型材料電子流向p型材料光子LED光效的發展050100150200192019401960198020002020年代發光效率(lm/W)電子氣體放電燈螢光燈白熾燈鹵素燈傳統白熾燈反射燈金屬鹵化物燈汞燈高壓鈉燈最佳LED白色LEDs發光二極體高功率LED:Luxeon卓越的流明保持性備註：Luxeon在5萬小時後，保持原亮度的70%；在10萬小時後，保持原亮度的50%；LED光通量隨時間的變化傳統LEDsLED光通量/單顆(流明)年代傳統LEDs:在過去的30多年每18至24個月單顆LED的光通量翻一倍Luxeon:先進的高功率晶片和封裝技術在外形和性能上有很大的發展節電和選擇應用照明產品的潛在節電資料來源:“LED在Niche照明應用中的節能評估報告“.DepartmentofEnergy,November2003數千小時／年白熾燈,螢光燈和LED的期望壽命規格化光輸出實際資料點對數曲線圖42天注:在70mA,550C的情況下,對HPWA-MH00LEDs的壽命測試結果老化(在恒定電流和溫度下的材質老化)0%50%100%150%200%-40-20020406080100120接點溫度TJ[°C]相對光輸出(LOP)[%]藍色紅色黃色LED性能與溫度的關係80859095100051015202530Years®可靠性(%)®LED焊接點電子附件LEDs:系統可靠性如交通信號燈光源尺寸‘TL’8‘TL’5SOXMHDFluorescentFluorescentLowPressureSodiumMetalHalideHighPressureIodidesHighPressureSodiumHighPressureMercuryInductionFluorecentFluorescentIncandescenceHalogenCeramicDischargeHPIPlusSONHPL-NQLCFL-ISDW-TCDM-RGLSMasterlinePlusLED目錄LED和LED照明飛利浦LED照明的發展LED產品特徵及應用特點LED的產品局限及影響LED五大關鍵因素飛利浦LED照明產品世界第一的照明供應商---飛利浦世界第一的LED供應商---惠普建立合資工廠---2005年飛利浦控股2001年ObstiVision用於飛行警報的低強度LED障礙物燈。與傳統的障礙物照明系統相比節省高達95%的能量2002年飛利浦和HP的合資企業是首家引入光效100Lm/W，壽命100，000小時的LED的公司2005年飛利浦收購了全球最好的LED生產廠商,LUMILEDS公司2006年飛利浦在中國建立了全球首個LED團隊,專業對LED進行研發\生產和市場推廣是什麼?傳統LED的性能環氧圓頂透鏡陽極引線陰極引線反射杯半導體觸點陽極導線局限性:很高的熱阻(>200K/W)環氧樹脂的溫度最高到T~1200C環氧樹脂對藍光和紫外線敏感,光通量輸出下降輸入功率<0.1W典型的光輸出為2-3流明高功率LuxeonLED的性能有專門的與導電途徑分離的散熱途徑優良的熱性能允許有高的驅動電流陰極導線金線散熱基片熱量ESD晶片保護裝置晶片粘結LED晶片封膠塑膠透鏡光輻射LED晶片晶片保護裝置塑膠透鏡注:ESD是靜電放電(ElectrostaticDischarge)的意思高功率LuxeonLED的性能MoreLightDieTechnologyThermalCapabilityIncreasedCurrentsSuperiorPackagingLowerThermalResistanceSurfaceMountCapabilityLowerCostsReducepiececountReducedthermalneedsCommonmanufacturingmethodsGreaterDesignFlexibilityMoreusablelightSimplerthermaldesignandmanagementManufacturingoptionsRoHSCompliantJEDEC2A什麼是晶片選用(Binning)?定義:晶片製造的外延上可以分成許多具有共同操作特性的微元區(Bin),則Bin可用三個參數來區分,其參數為顏色,光輸出和正向電壓.所以要完成一粒LED光源,需要100%的檢測,檢測三個指標(功能性;顏色,光輸出,正向電壓;每粒表示Bin)顏色光通量正向電壓Vf所有分區波長在寬度的分區(Bin)Vf正向電壓在範圍的分區(Bin)光通量在30%範圍的分區(Bin)5mmLED的晶片製作在3英寸的外延片上,可以製造出大約3萬粒左右的5mmLED的芯,但在3英寸的外延片上製作的芯粒是可以分成很多BIN的.像色局部的芯粒是整塊外延片上比較好的芯粒,越往外芯粒越不穩定,最外面的邊緣地帶的芯粒,是整個外延片上品質最差的.所以實際上一塊LED外延片上的LED芯粒的VF值、波長和光亮度都是不一樣的,因此可以分成很多的BIN.3英寸LED晶片的來源LED的散熱由於LED的光譜中不包含紅外局部,因此LED的熱量不能靠輻射散出,因此稱LED是“冷〞光源。但目前LED的發光效率僅能達到10%--20%,也就是說,還有80%--90%的能量轉換成了熱能,如果LED晶片的熱量不能散出去,會加速晶片的老化,還可能導致焊錫的融化,使晶片失效.因此為了保證LED的壽命,散熱成了大功率LED應用的一個關鍵因素.高功率LuxeonLED的性能WorldleaderinphosphorconvertedwhiteLEDsPatentedconformalphosphorcoatinggiveshighestCCTstabilityoverallviewinganglesLargecolorshiftatedges.Bluetints

indicatingthin

phosphorlayerLuxeonCompetitionLEDDIESubmountDieattachepoxyReflectorcupPhosphorReflectorcupPhosphorDieattachepoxyLEDdieHighqualitywhitelightduetoevenphosphorcoating5mmLampHeatLEDChipHeatCathodePin-+CopperCladdingSuperFluxLEDChipAnodeLeadBodyPlasticLensHeatCuSlugLuxeon從LED封裝結構比較其散熱(2)無論是5mm還是SuperFlux都包含熱和電的路徑;SuperFlux增加了熱傳導,它有兩個陰極管腳,而且是用更厚的銅做成..Luxeon的封裝包括了一個專門的熱傳路徑.0%50%100%150%200%-40-20020406080100120JunctionTemperatureTJ[0C]RelativeLightOutput(LOP)AmberRedGreenBlueWhiteCyanRoyalBlue70%60OC溫度對LED的影響(1)溫度升高會降低LED的光輸出,因此燈具設計時須考慮其散熱,最好外殼不超過50oC.下圖溫度是結溫(Tj)而非燈具溫度,燈具外表溫度與結溫關係視散熱及結構設計而定,一般最少有10oC的差異.10Hrs/day4000Hrs/year

20KHrsin5yearsLED燈具壽命(1)LED壽命方面,雖然單顆LED號稱其壽命長達10萬小時,但其應用時必須搭配電源轉換電路,故LED照明器具整體壽命便必須就光電整合應用加以考量;以現今電力電子轉換及材料技術而言,LED照明器具整體壽命大約在2萬小時左右.LED燈具壽命(2)LED壽命方面,雖然單顆LED號稱其壽命長達10萬小時,但其應用時必須搭配電源轉換電路,故LED照明器具整體壽命便必須就光電整合應用加以考量;以現今電力電子轉換及材料技術而言,LED照明器具整體壽命大約在2萬小時左右.估算值0501001502002503003504000.00.51.01.52.02.53.03.54.0ForwardVoltage(V)ForwardCurrent(mA)

Red,ReddishOrange,Amber(AlInGaP)RoyalBlue,Blue,Cyan,Green,White(InGaN)LargerLEDtoLEDvariationsThresholdVoltageLED的驅動線路(1)LED的驅動線路設計對其性能幾壽命影響機大,通常建議的設計包含以下限制:定電流線路能提供較佳的光輸出/顏色一致性,並減少LED失效機會.防止同一驅動器使用並聯LED回路.高功率LuxeonLED的性能EnableshigherdrivecurrentoperationwithoutextensivethermaldesignReducesthecomplexityandcostoftheheatsinkAllowsneverbeforepossibledesignse.g:NoHeatSinkMoreusablelight,lowercostperlumen,lumenmm2=LuxeonK2什麼是LED照明？LED照明是多個專業應用領域的整合：半導體、光學、熱能、電子、結構、系統集成、電腦軟體、傳統照明設計LED市場重視亮度重視照度靜態照明動態照明(調光和RGB)目錄LED和LED照明飛利浦LED照明的發展LED產品特徵及應用特點LED的產品局限及影響LED五大關鍵因素飛利浦LED照明產品PIHILIPS產品優勢PHILIPS擁有世界上最好的LED產品之一LUMILEDS公司95%的股份,在LED產品的品質控制上以及在LED的bin的選擇上有著非常大的空間PIHILIPS提供整套的控制系統,和完善的解決方案,幫助客戶解決LED系統工程所有問題PIHILIPS悠久的傳統照明優勢,與新興的LED照明概念相結合,全方位的為客戶打造整體照明方案.PHILIPS在世界照明領域中在產品結構上始終保持著領先地位,決定了PHILIPS在LED產品的堅實的技術基礎PIHILIPS的良好品牌形象,要求PHILIPS在任何產品上的服務和保障始終做的最好LED產品的特徵(一)超長壽命(50000至100000小時),低維護本钱節能,比白熾燈和鹵素燈光效高許多特別緊湊的尺寸,設計靈活性高優異的光學控制性能,能使系統效率達到最大狀態顏色飽和度大,無需濾色片校正顏色和色溫容易控制無紫外線和紅外線全範圍不間斷的亮度調節成為可能,同時顏色不會偏移固體照明無需支援光源的設備,抗振動LED產品的特徵(二)快速開關,開關次數在1,000,000,000次以上無汞,綠色環保冷起動性能(-400C)平安,低壓直流驅動啟動時間短、結構牢固發光體接近點光源〔有利於LED的燈具設計〕、薄型燈具、燈具材料選擇範圍大不需要加發射器LED體積小在工程上的靈活應用LED的色彩控制情景表達LED顏色飽和度大的渲染力LED的圖像表達能力和資訊傳遞LED燈具構造的點\線\面的靈活應用LED光束角的靈活應用LED的低電壓的靈活應用LED作為新的光源，有它自身的發光機理與特點。在光學設計中充分利用LED的優勢，將會在照明設計中書寫新的篇章。A-直接光源LED利用可以形成點發光、線發光和麵發光的發光形式。點發光的燈具可以是通透，也可以是無外表，甚至可以外表亮度不需要很高，光對於環境往往起到定向的作用。線發光的LED用於輪廓照明的情況較多，也可以用於線條狀面的發光，產品需要系列化，根據建築物的形態及環境亮度，需要有不同管徑大小和不同外表亮度的產品。面發光的LED是將模組化的LED拼裝，形成發光的外表。可以形成圖案，也可以混色，通常用於塊面裝飾照明，如樓宇、牆壁、地面、舞臺等。B-間接光源光通過介質的反射、折射、透射等來實現照明設計要求，充分利用LED的體積小、可塑性強，靈活的利用LED的特點來表達設計主題，通常應用在廣告招牌、工藝品展示、氣氛的渲染等C-投射光源隨著大功率LED的發展，LED泛光照明離生活越來越近，投射光源的使用將得到更大的空間，光照圖式可以是扇形的，也可以是平行光束，可以是彩色的，也可以是單色的。這是LED投射燈具完全可以做到的。扇形的光束用於照射垂直的柱面或窗間牆面，而平行的光束可以照射連續的牆面，形成漫射光照明。D－動態變化RGB技術，對圖案、顏色、光強和時間的控制、使得LED的顏色理論上可以實現無數種。LED發光的光強與色彩產生預先程式設計的動態變化，展示了光的運動，這主要依賴於數位控制技術相結合的方式。照明設計和建築師已經認識到LED強大的可變化效果，尤其在控制和美化方面，他們對LED的應用也加速了LED的發展速度。採用為LED全彩燈具設計的控制器，通過電腦編程，可以控制燈具同步或非同步進行色彩變化和快速色彩動作變化。室內裝飾照明適合間接光源和投射光源如:

飯店、餐館、商場、店鋪設計、舞臺照明等。室外景觀照明適合範圍比較廣泛:適合直接光源、間接光源、投射光源和動態變化如:

建築立面、景觀、環境、高架道路、橋樑、體育場、機場、醫院、古建築、水景等。目錄LED和LED照明飛利浦LED照明的發展LED產品特徵及應用特點LED的產品局限及影響LED六大關鍵因素飛利浦LED照明產品LED產品的局限性效率:是螢光燈光效的30%,要達到150lm/W以上還要提高5倍的光效,綠色的光效提高是最關鍵的本钱:要和已經存在的技術比較最初本钱每流明需降低100倍美金散熱:散熱處理要求有新的設備途徑晶片選用:顏色點的控制和一致性的提高低電壓設備非規範類產品影響LED六大因素LED晶片的來源LED的散熱LED的光衰LED的靜電防護LED的防水LED的驅動控制LED的散熱NormalNormalLED發光是靠電子在能帶間躍遷產生光，其光譜中不包含紅外局部，LED的熱量不能靠輻射散出，因此LED是“冷〞光源。目前LED的發光效率僅能達到10%--20%，也就是說，還有80%--90%的能量轉換成了熱能，如果LED晶片的熱量不能散出去，會加速晶片的老化，還可能導致焊錫的融化，使晶片失效。因此為了保證LED的壽命，散熱成了大功率LED應用的一個關鍵因素。LED的散熱改進LED的封裝結構，使熱量更容易散出來。一.用倒裝焊的結構，利用矽片來散熱二.用極薄的導熱膠將GaN晶片粘在方型的鋁熱沉上，與5mm的LED僅靠碗狀模具散熱相比，更有利於熱量的傳輸。三.使用中將封裝好的LED固定在合適的散熱板上。LED的散熱LuxeonLED橫截面視圖LED封裝結構比較陰極導線金線散熱基片熱量ESD晶片保護裝置晶片粘結LED晶片封膠塑膠透鏡光輻射環氧圓頂透鏡陽極引線陰極引線反射杯半導體觸點陽極導線LED的散熱優越的流明維持係數典型白熾燈LED的光衰優越的流明維持係數種類壽命(小時)2,0004,0006,00010,00050,000普通白熾燈壽命壽命結束————————5mmLED光衰30%40%50%70%——流明維持率70%60%50%30%LUXONLED光衰可忽略可忽略可忽略10%30%流明維持率90%70%LED的光衰LED的防靜電材料之間發生磨擦與分離會產生靜電；物體外表的原子與電子發生轉移或轉換會產生靜電。適合30000伏電壓的靜電電荷是很尋常的，而且很容易產生。相比之下，僅僅是10伏的放電也可能摧毀一個敏感裝置。LED

是對靜電敏感的設備，尤其是綠色LED相對而言更容易被靜電損壞。如果LED被靜電擊穿後，暗淡、模糊、熄滅等現象。相對其他光源來說，靜電對LED產生的破壞非常嚴重，很快就會不同品質檔次的LED抗靜電能力也不一樣，品質檔次高的LED抗靜電能力要強一些LED產品在加工生產、運輸、安裝的過程中要採用一定的防靜電措施，如：工作臺要接地，工人要穿防靜電服裝，帶防靜電環，以及帶防靜電手套等，有條件的可以安裝防靜電離子風機，同時也要保證車間的濕度在65%左右，以免空氣過於乾燥產生靜電。運輸時的車隊、箱子或其他設備。LED的防水原則上電器如果進水，都會造成電路上的短路，造成電器的損壞。LED也是如此，所以我們在LED燈具的結構上,接線上,以及LED的驅動上儘量做到防水工作。一、燈具採用灌膠和防水LED模組二、接線端頭採用防水接頭或採用密封防護三、採用防水DRIVER四、在非浸泡的情況下，預留通風，排氣孔，保持水汽的及時揮發。在燈具內採用品能獨特的防水灌膠技術，並配合使用防水LED模組、接線保護和防水DRIVER，達到三重防水的效果，確保LED的使用壽命。LED的驅動及控制系統影響LED專案的除了單溫度,防水外,電壓、電流對於整個工程也非常重要。由於LED的特性所致，微小到幾毫安培的電流波動也會對LED的壽命與光衰產生極大的影響。當外界環境溫度升高後，LED光源內阻會減小，假设使用穩壓電源供電會造成LED工作電流升高，當超過其額定工作電流後，會影響LED產品的使用壽命，嚴重的將使LED光源“燒壞〞，因此最好選用恒流源供電，以保證LE