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文档简介
1、 南京理工大学 南京工业职业技术学院 梁人杰于常州照明协会LED专委会成立大会摘 要:谈到LED光源涉及面太多,题目很大,短篇幅不可能全面。限于时间,这里谈谈LED光源“前世”,“今生”和“后LED光源时代”。一.LED光源的“前世” 1.LED的出生上世纪5060年代随着微电子技术的深入研究,人们开始了解某些半导体材料可以发光,1962年,通用电气公司的尼克何伦亚克(Nick HolonyakJr.)开发出一种实用的可见光的半导体发光二极管。LED(Light Emitting Diode)。由于初出茅庐,半导体发光材料的研究刚刚开始,LED只能辐射某些单色调的光谱,极不完善,没能覆盖人类可
2、见光的全部光谱。当时只是作为一种小型指示灯或显示发光器件应用,可能因尚未呈现美好前景而不太显赫。2.LED容易被遗忘的特点但是,即使如此,当时的LED已具有某些“撒手锏”的特性,例如,LED促进了光纤通信的成就,但却似乎容易被人忽略,而成为无名英雄。LED对光纤通信的贡献,主要源于固态微电子器件先天的特性可控性好,微秒,乃至纳秒级的响应特性,成就了宽带高速光纤通信的划时代贡献。在LED进入照明领域显赫成就的今天,在开发应用LED器件的今天,应该不能遗忘LED高速发光特性之前无古人的优势。今天,在开发LED产品时,您是不是充分发挥了LED的专长了呢?因为,当您需要发挥一种器件的优势时,必须要对他
3、的特长充分了解。3.LED光源的简明原理完全纯净的半导体称为本征半导体。如果在本征半导体分别扩散不同的杂质,就会各自形成P型半导体和N型半导体。此时将会在P型半导体和N型半导体的结合面上形成PN结。这就构成了半导体二极管,最主要特性是单向导电性。LED发光二极管与普通的半导体二极管类似,主要也是由PN结芯片和电极等组成。但是,由于LED二极管所使用的材料较为特殊,扩散掺杂了有利于发光的杂质,LED就转变成为一种电致发光的半导体二极管器件。LED光源原理可由图1简明表示。人类历史上第一个LED所使用的材料是砷化镓(GaAs),其正向PN结压降为1.424V,辐射红外光谱,另一种常用的LED是磷化
4、镓(Ga P)辐射绿色光谱。下面举例给出几种LED的材料及其辐射的光谱。砷化镓 (GaAs)辐射红色光谱(R),波长660纳米左右;磷化镓 (GaP)辐射绿色光谱(G),波长570纳米左右;氮化铟镓(InGaN)辐射蓝光光谱(B),波长400纳米左右;二.LED光源的“今生”1.LED开拓了人类固态照明的新纪元如果说报童出身的托马斯阿尔瓦爱迪生(Thomas Alva Edison )发明白炽灯,开拓了人类电气化照明的新纪元,使人类从此彻底告别了“火光照明”的古老时代。那么,今天,LED在照明领域的划时代贡献,就是开拓了人类固态照明和固态显示的新纪元,彻底摆脱了含“汞”气体光源对人类的危害,其
5、历史意义无论如何评估,都不会过分。显然,LED已成为具有很大发展潜力的固态光源,LED所引领的固态照明SSL(Solid State Lighting)被称之为人类照明发展史的里程碑。2.白光LED的实现自从上世纪90年代发明蓝光LED后,LED实现了人类全可见光谱的辐射,LED从此异军突起,成为与传统光源竞争的强力对手。白光LED,即辐射日光色的LED,例如:氮化铟镓(InGaN)蓝光芯片加YAG(钇铝石榴石)荧光粉的方法可以制成辐射白光LED,即:辐射日光色,这是二基色荧光粉转换白光LED。但效率不高。紫外光LED激发三基色荧光粉,光色主要由荧光粉配比决定,容易获得白光,并且显色性好,光色
6、或色温可调。多芯片白光LED,采用R G B三色LED芯片,或更多色彩的LED芯片封装在一起,进行光色混合得到白光,可能得到很好的显色性。但是这种方法,面临对多色LED芯片的多元反馈控制,包括驱动电流控制和散热的复杂管理等等,系统将变得极为繁杂,成本奇高,实际应用困难重重。上面只是略给举例子而已。今天,LED技术的发展突飞猛进,特别是多元材料的LED芯片和白光LED芯片,性能日益先进,已非同日而语。图2为各种规格的辐射日光色的大功率白光LED器件示意图。3.LED照明的技术链LED照明的技术链可用下面的系列图形,既简明而又概括地描述。4.目前涉及LED照明技术链的有关问题技术与动向本节将沿着L
7、ED照明的灯具技术链分别讨论有关主要技术问题与发展动向。1)国内外LED外延片-衬底材料技术进展衬底材料是半导体照明产业技术发展的基石。不同的衬底材料,需要不同的外延生长技术、芯片加工技术和器件封装技术,衬底材料决定了半导体照明技术的发展路线。衬底材料的选择主要基于以下九大特性: (1)结构特性:外延材料与衬底的晶体结构应相同或相近,晶格常数失配度小,结晶性能好,缺陷密度小;(2)界面特性:有利于外延材料在衬底上成核,而且黏附性强; (3)化学稳定性:在外延生长的温度和气氛中,衬底材料不容易分解和腐蚀; (4)热学性能;衬底材料的导热性好和热失配度小;(5)导电性;衬底材料能制成上下结构(6)
8、光学性能;衬底材料制作的器件对发光元件辐射的光波吸收很小; (7)机械性能:衬底材料应容易加工,包括:减薄、抛光和切割等; (8)成本价格:衬底材料的价格低廉,市场竞争力强;(9)较大尺寸:对衬底材料的直径要求至少不小于2英吋,或更大更好。但是,选择衬底能够同时满足以上九个大性能是较为困难的。首先,表1对五种可用于氮化镓生长的衬底材料性能优劣进行了定性比较。五种可用于氮化镓生长的衬底材料性能优劣定性比较 ,表 1衬底材料Al2O3SiCSiZnOGaN晶格失配度差 中 差 良 优 界面特性良 良 良 良 优 化学稳定性优 优 良 差 优 导热性能差 优 优 优 优 热失配度差 中 差 差 优
9、导 电 性差 优 优 优 优 光学性能优 优 差 优 优 机械性能差 差 优 良 中 价 格中 高 低 高 高 尺 寸中 中 大 中 小 下文分别讨论可用于LED的五种衬底材料。蓝宝石衬底目前用于氮化镓生长的最普遍的衬底是蓝宝石(Al2O3)市场占有率第一。蓝宝石衬底是源于日本公司的专利技术。主要优点是:化学稳定性好,不吸收可见光,价格适中,制造技术相对成熟;不足方面虽多,但均被基本克服,如:大的晶格失配被过渡层生长技术所克服;导电性差通过同侧P、N电极所克服;不易机械切割由激光划片技术所克服;大的热失配对外延层形成压应力因而不会龟裂。但是,较差的导热性在小电流工作下没有暴露出明显不足,而在功
10、率型器件大电流工作下问题却十分突出。国内外蓝宝石衬底今后的研发方向是生长大直径的单晶,向4-6英吋方向发展,以及降低杂质污染和提高表面抛光质量。碳化硅衬底目前,除蓝宝石(Al2O3)衬底外,可用于氮化镓生长的衬底就是碳化硅(SiC),市场占有率位居第二。碳化硅衬底是源于美国公司的专利技术。目前还没有第三种衬底用于氮化镓LED的商业化生产。碳化硅有许多突出优点,如:化学稳定性好,导电性能好,导热性能好,不吸收可见光等,但缺点也很突出,如:价格太高、晶体质量难以达到蓝宝石和硅那么好,机械加工性能比较差。另外,SiC衬底吸收380nm以下的紫外光,不适合用来研发380nm以下的紫外LED。但是,由于
11、SiC衬底优异的的导电性能和导热性能,无需象蓝宝衬底上功率型氮化镓LED器件所采用的倒装焊接技术解决散热问题,而是采用上下电极结构,可以较好的解决功率型氮化镓LED器件的散热问题,故在半导体照明技术领域的发展中占有重要地位。目前,国际上能提供商用的高质量的SiC衬底的厂家只有美国CREE公司。国内外SiC衬底今后研发的任务是大幅度降低制造成本和提高晶体结晶质量。硅衬底-z,Y98x8h#?-t#l&?;F硅衬底(Si)是源于中国公司的专利技术。在硅衬底上制备发光二极管是照明领域里梦寐以求的理想材料,主要原因是一旦技术获得全面突破,外延生长成本和器件加工成本将大幅度下降。并且,Si片作为
12、GaN材料的衬底有许多优点,如:晶体质量高,尺寸大,成本低,易加工,导电性、导热性和热稳定性良好等。然而,由于GaN外延层与Si衬底之间存在巨大的晶格失配和热失配,以及在GaN的生长过程中容易形成非晶氮化硅,所以在Si衬底上很难得到无龟裂及器件级质量的GaN材料。而且,因硅衬底对光的吸收严重,致使硅衬底的LED出光效率低,从而成为了一种技术瓶颈。目前的国际水平:德国Magdeburg大学研制的硅衬底蓝光LED,光功率最好水平是420mW。日本Nagoya研究所报道的硅衬底蓝光LED光输出功率为18mW。,中国的晶能光电是拥有硅衬底GaN外延生长和芯片加工技术的公司,开拓了以硅衬底生长外延片新的
13、技术路线,打破了美国为代表蓝宝石衬底技术和日本为代表的碳化硅衬底技术的垄断。晶能光电基于硅基氮化镓技术研发的蓝光LED器件在350mA电流下获得3.2V,480mW,100lm的光效输出,氮化镓内量子效应已达到蓝宝石衬底生长的同比水平。晶能光电产品的成功开发表示硅基氮化镓LED技术必将为未来量产固态照明所需的高性能LED器件提供更有效的解决方案。 氮化镓衬底氮化镓(GaN)生长最理想的衬底自然应当是氮化镓单晶材料,可以大大提高外延膜的晶体质量,降低位错密度,提高器件工作寿命,提高发光效率,提高器件工作电流密度。但是,制备氮化镓体单晶材料非常困难,截至目前为止尚未有行之有效之方法。有研究人员通过
14、氢化物气相外延HVPE方法在其他衬底,如:蓝宝石Al2O3、碳化硅SiC、镓酸锂LiGaO2上生长氮化镓厚膜,然后通过剥离技术实现衬底和氮化镓厚膜分离,分离后的氮化镓厚膜可作为外延用的衬底。这样获得的氮化镓厚膜优点非常明显,与在Al2O3、SiC上外延的氮化镓薄膜的位错密度相比要明显降低;但价格昂贵,故氮化镓厚膜作为半导体照明衬底受到限制。缺乏氮化镓衬底是阻碍氮化物研究的主要困难之一,也是造成氮化镓发光器件进展再次停顿的根本原因。虽然曾有人从高压熔体中得到了单晶氮化镓体材料,但尺寸很小,无法使用。虽然在蓝宝石衬底上可以生产出中低档氮化镓发光二极管产品,但高档产品必须在氮化镓衬底上生产。目前,只
15、有日本几家公司能够提供氮化镓衬底,但价格奇贵,一片2英寸衬底价格约1万美元,这些衬底全部由HVPE(氢化物气相外延)生产,技术工艺复杂。氢化物气相外延HVPE是二十世纪六七十年代的技术,生长速率很快(一分钟一微米以上)。八十年代,因不能生长量子阱QW(指由2种不同的半导体材料相间排列形成的具有明显量子限制效应的电子或空穴的势阱)、超晶格等结构材料,被金属有机化合物化学气相淀积MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition)和、MBE等技术淘汰。然而,由于氢化物气相外延HVPE生长速率快,正可以生长氮化镓衬底,故又 “老调重弹”受到重视。可以预测,氮化
16、镓衬底肯定会继续发展并形成产业化,HVPE技术必将重新受到重视,并有望生产出实用化的氮化镓衬底。但是,至今为止国际上尚无商品化的设备出售。目前,国内外氮化镓衬底研究是用二步法,即:用MOCVD和HVPE两台设备分开进行的。即先用MOCVD生长0.11微米的结晶层,再用HVPE生长约300微米的氮化镓衬底层,最后将原衬底剥离、抛光等。由于生长一个衬底需要在两个生长室中分两次生长,需要降温,生长停顿,取出等工艺步骤,难免会出现样品表面粘污、生长停顿和降温造成表面再构,影响下次生长。0Y3PO,R今后,氮化镓衬底技术研发重点应是寻找实用的生长方法,并大幅降低成本。氧化锌衬底氧化锌(ZnO)作为GaN
17、外延的候选衬底,是由于两者非常惊人的相似,即:两者晶体结构相同、晶格失配度非常小,禁带宽度接近。但是,ZnO作为GaN外延衬底的致命的弱点是GaN外延生长的温度和气氛中容易分解和被腐蚀。目前,ZnO半导体材料尚不能用来制造光电子器件或高温电子器件,主要是材料质量达不到器件级水平,P型掺杂问题也没有真正解决,适合ZnO基半导体材料生长的设备尚未研制成功。今后研发的重点是寻找合适的生长方法。但是,ZnO本身就是一种有潜力的发光材料。ZnO的禁带宽度为3.37eV,属直接带隙,与GaN、SiC、金刚石等宽禁带半导体材料相比,在380 nm附近紫光波段发展潜力最大,是高效紫光发光器件和低阈值紫光半导体
18、激光器的候选料。 另外ZnO材料的生长非常安全,可以采用没有任何毒性的水为氧源,用有机金属锌为锌源。因而,今后ZnO材料的生产是真正意义上的绿色生产,而且,原材料锌和水资源丰富、价格便宜,有利于大规模生产和持续发展。但是,终上所述,目前只能通过外延生长技术的变更和器件加工工艺调整来适应不同衬底上的半导体发光器件的研发和生产。氮化镓是蓝光发光器件中的一种具有重要应用价值的半导体。虽然可用于氮化镓研究的衬底材料比较多,但是,目前能用于生产的衬底只有二种,即:蓝宝石(Al2O3)和碳化硅SiC衬底。2) 中国大陆LED衬底材料产业发展态势LED上游蓝宝石晶棒产能扩张中国大陆,总体上看,蓝宝石晶棒产能
19、、投资力度与市场的势态将随着国家推动半导体照明的一系列政策而发展,由此带动了三安光电等LED厂积极扩充金属有机化合物化学气相淀积(MOCVD)设备产能,因此对上游的蓝宝石衬板需求不断增加,从而改变了大陆明显依赖国外供应蓝宝石基板的状况,政府推动LED產业的一条龙生產计划,已由对中国大陆的LED产业补助,逐渐演变为由支持LED企业扩充MOCVD机台数,转為补助大陆厂商展开LED上游蓝宝石晶棒产能扩张的布局。但是,如果不抓紧蓝宝石以外的衬底材料的产业化研究,则难以形成发展后劲,而只有生产规模,缺乏前沿技术水平,总体上仍然会受制于人,只能成为产业大国,而非领先的科技大国。目前,中国的晶能光电是拥有硅
20、衬底GaN外延生长和芯片加工技术的领跑者,是全球第一家量产高功率、高性能的硅衬底LED芯片公司。晶能光电已经拥有200多个国际国内专利,覆盖了LED外延生长和芯片加工的全部领域,所生产的产品具有完全的自主知识产权和专利体系保护。中国装备的MOCVD设备基本由国外提供生产外延片的核心设备是MOCVD,占外延成本40-50%。LED外延片、芯片占70%的利润。LED外延片的水平决定了整个LED产业的水平。但是,目前德国AIXTRON公司()和美国VEECO公司(美国维易科精密仪器有限公司)两家公司几乎生产了全球90%以上的主流MOCVD设备。世界上80%的顶尖LED企业已经采用这二家企业的MOCV
21、D,目前中国装备的MOCVD设备也基本由德国艾思强公司和美国维易科精密仪器有限公司提供。此外,包括日本酸素(NIPPON Sanso)和日新电机(Nissin Electric)等,外延设备基本限于供应日本国内。日亚公司和丰田合成的设备主要是自己研发,其GaN-MOCVD 设备不在市场上销售,仅供自用。在设备性能上,日亚公司设备的生产质量和器件性能上,似乎要优于德国和美国。2003年我国正式实施“国家半导体照明工程”,并在十五、十一五重点攻关课题和863计划中,将MOCVD设备国产化列入重点支持方向,取得了初步成效。中电集团48所成功研发了GaN生产型MOCVD设备,填补了国内空白,使我国LE
22、D产业装备的技术瓶颈得以突破。同时,中科院半导体所、南昌大学、青岛杰生电器等单位也成功研发了研究型的MOCVD设备。然而,国产MOCVD设备还存在一些问题,如:国外主流商用MOCVD机型已建立了严密的专利保护(如:关键的反应器等),国内研制面临严峻的专利壁垒;国产设备产业化水平与生产需要不能很好相适应;批产量低,不能满足企业量产要求;国产设备造价高(1、2千万元以上),应用风险大,国内多数厂商极为谨慎,宁可采购技术成熟的进口设备售后服务完善的进口设备,使得国产MOCVD设备的推广极为被动。3、中国MOCVD设备数量与增长情况【高亮度LED需求强 台湾LED厂商扩产凶猛】2007统计数据显示:台
23、湾地区MOCVD 机台数量为310台,大陆地区为55 台左右。到2008年底,两地区累计增加了126台。2008 年底大陆地区增加到87 台,增长58%,由于一些厂商的设备08 年主要是安装调试,以及工艺上的摸索,产能的真正的释放在09 年。根据不完全统计,2009年中国大陆MOCVD设备新增台数将超过100台左右,从数字上讲,台湾厂商在扩充产能方面领先大陆,晶电、璨圆、泰谷今年以来陆续增购MOCVD机台,预计到今年底,晶电的MOCVD机台总数将达180-190台,璨圆MOCVD机台总数将达33台,泰谷MOCVD机台数也将达27台。晶电预计明年要再导入30台MOCVD机台,最快在第二季建置完成
24、,届时晶电的MOCVD机台总数将达210-220台。璨圆内部原本也规划明年要扩充30台MOCVD机台,但碍于机台订单太满,第一阶段先确定扩充12台,届时璨圆生产机台数将达45台。泰谷也决定明年将扩增10台MOCVD机台,使MOCVD机台总数达到37台。广镓目前共有38台MOCVD机台,日前董事也通过办理现金增资,预计将发行新股12万张,以每股金额暂定30元估算,将可筹募36亿元。预期这笔资金将用于扩充蓝/绿光LED之产能,推估广镓将再扩增38-39台MOCVD机台,使生产机台总数达到76-77台。友达/隆达日前已通过将在中科后里兴建新厂,预计到今年底MOCVD机台总数将有15-20台,2011
25、年以前要逐步完成150-200台MOCVD机台的生产规模建置。奇美电/奇力目前也已有37台MOCVD机台已在量产中,预计明年机台总数将扩增到47台。中国大陆企业LED外延技术发展现状如果由2010年中国大陆外延片芯片上市公司半年度营收排名结果来评估,可按沪深交易所发布的各项基本情况,根据各企业各项数据在入选企业中的相对表现,进行综合的计分,并且将企业各项得分进行总计与对比,最终确定出“2010年中国外延片芯片上市公司半年度营收排名”,排名结果如下表2:2010年中国外延片芯片上市公司半年度营收排名 表2排名名次公司得分第一名三安光电()94分第二名同方股份()89分第三名士 兰 微()76分第
26、四名联创光电()65分第五名华微电子()61分第六名上海贝岭()46分第七名福日电子()26分公司的排名资格按照以下条件:(1)中国大陆半导体产业上游生产商:主营产品为LED外延片、LED芯片;(2)公司在2010年前已经在沪深交易所上市交易;(3)已发布2010年半年度报告;(4)公司发布的2010年半年度报告中的“董事会报告”一项中,“分行业或分产品情况表”必须包含该公司在半导体行业或产品的营收情况(如外延片、芯片产品的营业收入、营业成本、营业利润率等数据)。但是,不可忽视有些尚未上市的公司将具有不可小窥的发展潜力,例如:大连路明,晶能光电等企业。总体而言,国外对LED的垄断局面正在逐步被
27、打破,中国大陆正在全面敢追。在国际上LED上游产业曾经形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的,三足鼎立的产业分布与竞争格局。特别是以下的几大LED企业:美国科锐(Cree);美国流明(Lumileds);日亚化学(Nichia);德国欧司朗(Osram)等,还有中国台湾晶元。但是,由以上讨论可知,中国大陆的LED上游产业近年来成长迅猛,以三安光电,同方股份,士兰微,联创光电等为代表,其中必有企业即将有望进入全球较前的排序。中国LED产能2011年后期可能出现过剩此外在LED封装技术方面,中国已经成为世界大国,不多谈了。但是封装技术仍然还有横多创新的处女地,值得探讨,发展。3)LED灯具技术 摩
28、尔定律LED灯具技术属于下游,中国正在风起云涌,蓬勃发展。但是LED灯具如不在创新技术上发展,将会陷入恶性价格竞争的怪圈。事实上,宁波,中山和深圳已经形成LED照明产品的产业链,拥有中国大陆最为齐备的LED照明产品零部件的配套供应链。这些地区的产业链已经完成了细化分工,从LED封装,LED恒流电源,铝基板,散热部件,外壳,灯头,密封胶,导热胶,各种金属件,塑料件等等,都有各家企业负责生产或加工。不过,这些世界上LED照明产业最为密集的地区,并非一定是LED前沿科技最为发达的地带,特别是在LED上游技术方面。但是,在LED照明产业领域异军突起的朝气蓬勃的发展势态,将强有力地促进中国LED照明产业
29、的发展。下面以交流供电的LED球泡为例讨论LED灯具的技术链。(1)例如封装 分体与整体封装问题(2)例如热阻测定热阻是牵涉LED光源和灯具质量与寿命的关键因素,测试方法很重要。(3)例如供电电源 传输效率,功率因数,寿命,体积,成本(4)例如光学特性 透光率,照射角,配光特性(5)例如灯具效率 涉及LED光效,电源传输效率,功率因数,光学参数(6)例如灯具造型 灯具是照明器材,灯具也是艺术装饰品,甚至还应具有某些特殊的功能。灯具的创新涉及光源,照明原理,电器,金属,塑料,全面的工艺,工业造型技术,没有止境。(7)例如控制技术21世纪是信息化智能化的时代,21世纪技术发展的特征是多学科融合,所
30、产生的效应正在改变人类的生活方式。节能照明,人性化照明,智能照明都需要控制技术。4)LED灯具技术标准质量是生命,LED灯具技术标准是确保质量和产品竞争力的保障。在南京理工大学汇总编的LED照明技术文集中对以下问题进行了讨论。汇编说明一绿色照明培训讲义二LED灯具产品化研究与开发可行性三LED照明(综合质量要求精简版)四LED照明(节能认证技术规范)五LED照明(环境适应性)六LED照明(自镇流LED灯)七LED照明(装饰照明用LED灯)八节能综合标准九能效标识(照明) 十国家有关镀层盐雾试验的规定和判定方法(表)十一实施规则与工厂检查(照明)十二美国能源之星(LED照明) 十三整体式LED灯
31、能源之星对所有灯的要求十四整体式LED灯能源之星各类型灯要求十五整体式LED灯能源之星包装要求十六. LED照明(道路照明用LED灯具的性能)十七. 路灯和强制认证特标(第一版)5)关于产品的强制性认证产品的强制性认证及其标志,是市场准入的通行证,这无论在中国市场还是国际市场上都是如此。产品要在市场上自由流通,就必须加贴对应的强制性认证标志,以表明产品符合所在国的基本要求。因此,产品的强制性认证,特别是新兴的企业必须给予足够的重视。目前,产品的认证,包含 ISO9000国际标准认证在内,主要有十种,都对应着不同国度或地区的要求. 在南京理工大学汇总编的LED照明技术文集中对以下问题进行了讨论。
32、CCC认证:中国强制认证,英文名称为China Compulsory Certification,英文缩写为CCC。UL认证:UL是英文保险商试验所(Underwriter Laboratories Inc.)的简写,产品进入北美地区,或美国必须通过UL认证。CE认证:“CE”标志是一种安全认证标志,被视为制造商打开并进入欧洲市场的护照。ROHS认证:RoHS是电气、电子设备中限制使用某些有害物质的指令。CB认证:CB体制是IECEE (国际电工委员会)建立的一套全球互认制度CSA认证:CSA是加拿大标准协会(Canadian Standards Association)的简称FCC认证:FC
33、C(Federal Communications Commission),美国联邦通信委员会的认证。GS认证:GS的含义是德语“Geprufte Sicherheit”,属于安全性认证)。 VDE认证:VDE测试机构和认证协会是德国电器工程师协会的下属机构。ISO9000认证:ISO是一个国际标准化组织,是对企业管理规范的认证6)关于LED照明产品的市场发展规律在2009年前后,及今后市场的发展规律,按照对LED照明技术、价格与认知的特点,中国在LED应用、推广与市场开拓方面,暂时会形成以下的一种独特的市场发展规律,即:“国外先于国内,政府先于百姓,户外先于室内,单位先于家庭,装饰照明先于传统
34、照明”。这是值得企业家们共同分析的问题。但是有的企业不宜轻易涉足LED大功率灯具和路灯。照明设计问题 节电评估问题三.“后LED光源”时代现在的LED发光二极管是由砷化镓、磷化镓、磷砷化镓等半导体制成的 PN结,它具有即正向导通, 反向截止、 击穿特性等 PN 结的特性; 在一定条件下, 具有发光特性; 在正向电压下, 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。 LED 灯以其高效、节能、环保、寿命长、易于控制等特点, 广泛应用于城市的照明.LED的麻烦之处 热 荧光粉然而,由无机半导体材料做成的常规 LED,每种通常只能发出一种光谱的波长
35、,也就是一种颜色的光;这很大程度上限制了LED应用上的广泛性和美学效果。2002年,美国麻省理工大学首次报道了一种新型的发光器件量子点(Quantum Dot) LED, 它能产生和发出任意可见光波长,即各种颜色的光;这是把有机材料和高效发光无机纳米晶结合 在一起而产生的拥有新型结构的量子点有机发光器件(quantum dot-organic light-emitting device (QD-OLED) )。量子点(Quantum Dot)LED市前景很好,有可能超越传统LED的光源技术,应该引起高度重视。 量子点量子点(quantum dot)是准零维(quasi-zero-dimensi
36、onal)的纳米材料,由少量的原子所构成。 粗略地说,量子点三个维度的尺寸都在 10纳米(nm)以下,外观恰似一极小的点状物,量子点,又可称为纳米晶,由锌、镉、硒和硫原子组合而成,是一种肉眼看不见的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于110nm 之间,由于电子和空穴被量子限域,受激后可以发射荧光。因量子点的尺寸不同而不同, 因此在收到外来能量激发后, 不同尺寸的量子点将发出不同波长的荧光, 也就是各种颜色的光。基于量子效应,量子点在太阳能电池,发光器件,光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。但是目前寿命在一万小时左右,正在不断发展前进之中。 量子点制成简述量子点LED发光层由半导体量子点胶体溶液旋涂
37、制成,因而具有制备过程简单、成本低、可制成柔性器件等优点。 量子点光源优势量子点因尺寸不同在收到外来能量激发后, 不同尺寸的量子点将发出不同波长的荧光, 也就是各种颜色的光。量子点-LED 具有发光色纯度高(发光半峰宽窄),发光颜色纯正。量子点 LED 技术是基于量子效应的一种全新技术, 跟普通无机半导体发光二极管相比具有无可比拟的技术优势和应用前景:量子点发光二极管组件在显示器之应用量子点发光二极管在显示器中的应用量子点以无机量子点作为发光层的复合性材料,不但同时具有小分子和高分子材料所具有的诱人特性外,同时还可降低OLED在严格封装上的要求。量子点同时兼具高分子的溶解性以及磷光材料的高发光效率潜力。由于量子点是由无机材料所构成,使得它们在水气或氧气中,比同类的有机半导体更为稳定。 此外,还能局限量子发光性质,并释放出较小频宽的色光,因而呈现出更佳饱和的光色最后,因为纳米晶体的直径控制了量子点的光学能隙,使得发光光色特性的判定及最佳化程序变得更简化。前景非常让人振奋。量子点LED的节能潜力在能源紧张的现代社会,由于量子点LED高达90%的量子效率, 无疑在给人类社会节能方面带来无限的前途。据美国能源部门估计, 到 2025年,量子点LED的应用,将会给美国在发光用能方面节省29%的能源;节省美国家庭收入约计1.2
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