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| LED光效发展历程回顾 | |
| 时间:2008-10-27 15:16:52 来源:中国半导体照明网 作者: 浏览 | |
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LED发展历史已经几十年，但在照明领域的应用还是新技术。随着LED技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高，LED的应用市场将更加广泛，特别在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，LED在照明市场的前景更备受全球瞩目。面对巨大的市场机会，世界各大公司纷纷加快研发创新的步伐。大功率白光LED目前实验室里已经达到157 lm/w的水平，接近100lm/w的大功率白光LED即将进入商业化。大功率、高光效、低成本三大瓶颈正在被逐步突破。可以说，白光LED进入普通照明领域的曙光已经显现。 这里我们以2006年6月日亚化学发布光效100lm/W的白色LED为里程碑，对近年来LED光效发展的进程进行一个简单梳理。 (2008年10月)Cree发布光效达157lm/W的白色LED Cree公司在瑞士召开的一个氮化镓的研讨会上宣布其白光LED的实验室水平已经达到157lm/W，其102 lm/W的产品将很快批量生产。 (2008年7月)东芝将上市光通量90lm的白色LED 东芝（美国）电子元器件公司量产上市输入电流为250mA时，光束为90lm的白光LED“TL12W02-D”。新款LED由2枚输入电流250mA时光束为40lm的该公司LED芯片封装而成。当输入电流为250mA、温度为25℃时能够得到在CIE的色度图坐标（x＝0.32，y＝0.31）的白光。通过使用低热阻封装，提高了散热性。工作温度范围为-40～＋100℃，接合部温度最高可达到110℃。顺向电流为250mA时的顺向电压为6.8V。最大功耗为2.4W。表面安装款式的外形尺寸为10.5mm×5.0mm×2.1mm。设想将应用于产业设备和民用设备。每1万个批量购买时的价格为2.9美元。 (2008年5月)JLEDS修改普通照明用白光LED开发蓝图 日本LED照明推进协进会（JLEDS）公开了照明器具用高功率白光LED的技术开发蓝图，分别提出了白光普通产品（高效率型）、高显色型产品以及灯泡色产品（灯泡色型）截止到2020年的发光效率目标等。按照目标，2015年前后发光效率预计达到150lm/W。一般情况下，荧光灯中高效率产品的发光效率为100lm/W左右，白光LED的高效率型产品2008年内将达到100lm/W左右，高显色型将超过80lm/W，灯泡色型将达到70lm/W左右。2010年预计分别达到130lm/W左右、120lm/W左右和90lm/W以上，2015年预计分别达到160lm/W以上、140lm/W以上和130lm/W左右。关于LED照明的普及，技术开发蓝图中表示，将在发光效率超过100lm/W的2010年前后以商业设施为中心进行普及。在光质（白光LED发出的光色调等）得到改善的2015年前后，LED照明将在办公室和住宅领域得以普及。 技术开发规划还提到了促进普及所面临的课题。指出实现普及的最大课题是成本。LED照明器具的成本是荧光灯器具和HID器具的5～10倍。这是因为在单位亮度的光源价格（日元/lm）方面，白光LED要高出两位数，而且还需要散热板、电源及透镜等。JLEDS认为，不仅要降低光源成本，降低周边部件的成本同样也很重要。另外，室内照明十分重视色温和显色性，因此还必须改善光质。 (2007年9月)日亚化学发布350mA时光效134lm/W高功率白色LED 日亚化学工业发布了定位为1W级LED的下下一代高功率白色LED。350mA电流输入时光通量为145lm，发光效率为134lm/W。与输入电能相对应的光输出的效率为39.5％。该产品为YAG荧光体及蓝色LED芯片组和的品种，芯片尺寸为1mm见方。预定应用于一般照明设备，色温为4988K，接近一般照明设备的5000K。为方便测定，还采用了脉冲电流输入的方式。具体投产时间未定。 此次实现白色LED高效率化的原因是实现了所用的蓝色LED芯片的高效率化。该蓝色LED在350mA驱动时的光功率为651m/W，波长为444nm。外部量子效率为66.5％，WPE为60.3％。1A驱动时，光功率可达1.7W。此次发布的下下代产品的问题为正向电压较高。今后将着手实现外延生长方法的优化，以降低正向电压。 (2007年9月)西铁城电子开发出540lm照明用白色LED 西铁城电子开发出了输入700mA电流时可实现540lm光通量的照明用白色LED“CL-L102-C7”系列。计划从2007年10月开始供应样品，2008年1月量产供货。此次开发的白色LED是该公司正在销售的“CL-L102-C3”系列（输入350mA电流时光通量为245lm）的高功率型产品。新产品发光效率更高，输入700mA电流时为74lm/W，输入350mA电流时为90lm/W。此次的LED在光量为150lm时，输入电流可降低160mA，发光效率可大幅提高110lm/W。新产品的外形尺寸为50mm×7mm×2mm。色温为5000K，今后还将推出2900K品种。 (2007年8月)欧司朗发布光效达85lm/W的红色及橙色系LED 德国欧司朗光电半导体上市了最大发光效率高达85lm/W的AlGaInP系LED。共有5款产品，其中2款为红色，其余分别为红橙色、橙色及黄色。主要面向汽车内装照明、LED显示器及娱乐设备等。此次的LED配备有使用“Thinfilm”技术的LED芯片。通过采用该芯片，红橙色LED的发光效率提高到了该公司原产品“Lx T67F”系列的3.5倍左右。光强度的最大值及最小值、发光峰值波长及发光效率如下（均为输入20mA电流时的数值）：红色LED亮度为280～900mcd，发光峰值波长为633nm，发光效率为47lm/W；另一款红色LED相应的数值分别为355～1120mcd、625nm、65lm/W。红橙色LED为560～1800mcd、617nm、85lm/W；橙色LED为560～1800mcd、606nm、85lm/W；黄色LED为355～1120mcd、590nm、60lm/W。全部产品均采用表面贴装型封装。尺寸大小为3.5mm×2.8mm×1.9mm。放射角为120度。工作温度范围为－40～＋100℃。 (2007年2月)CAO Group Dynasty系列LED光效达100lm/W CAO Group公司的Dynasty™ LED典型光效从之前的50-70lm/W上升至50-100lm/W。Dynasty系列LED将多个标准LED芯片集成在一起以实现高光能量，使得每流明成本降得比预期还低，延长了工作寿命。采用水平360度、垂直270度的蝴蝶光束光学设计，封装直径仅9mm，除传统的表面贴装外，还可进行screw-in、twist-in 贴装。其3D结构使灯泡的替换更为方便，这点对LCD背光源单个元件的换用尤为重要。产品颜色分为红光、蓝绿光、绿光、黄光和蓝光，白光色温为5000--7000K。 (2007年1月)Lumileds 白光LED电流350mA下光效达115lm/W Philips Lumileds宣布其基于芯片的大功率白光LED（尺寸1mm x1 mm）首次突破100lm/W大关，显露出固态照明的真实潜力：在350 mA下, 光效 115lm/W（光通量为136lm）、相关色温(CCT) 4685K；2000mA下，光通量达502lm，光效为61lm/W。尤其是相关色温，其数值远低于之前报道的典型值。 (2006年12月)艾笛森单芯片白光LED最高亮度250lm 台湾封装厂艾笛森光电发表KLC8系列产品，此系列产品可提供最高达250lm@1A的单芯片封装亮度，并具有最高的发光效率100lm/W@350mA，产品寿命可达50,000小时。其大范围的动态作业特性(0mA~1A)，适用于省电照明，情境照明等可调变照明灯具应用。KLC8一般出货发光效率在350mA作业电流下为85lm/W，此系列提供白光(4,500-10,000K)及暖白(2,800-3,800K)两种LED光源，暖白LED的发光效率可达70lm/W@350mA，此系列采用胶卷式封装，适用于无铅制程，具高度生产性。 (2006年12月)首尔半导体单芯片白光LED光效达100lm/W 韩国首尔半导体推出光效为100lm/W的单芯片白光LED-P4。P4在最大驱动电流下的光通量为240 lm，在350 mA下典型光效为100 lm/W ，另一种光效为80 lm/W。首尔半导体评价，传统LED可由多颗芯片实现100lm以上的光通量，但P4却是凭单颗芯片达到光通量240lm的白光LED。首尔预计其性能还将连获突破：预计明年实现光效135 lm/W ，08年初达 145 lm/W 。 (2006年12月)日亚白色LED发光效率增至150lm/W 日亚化学工业开发出了正向电流为20mA时、发光效率达到150lm/W的白色LED，达到了现行产品的1.5倍。如果只着眼于发光效率与其它光源进行比较，则此次白色LED的发光效率达到了提高演色性后的荧光灯（同上条件下发光效率为90lm/W）的约1.7倍，为白炽灯（同上条件下发光效率为13lm/W）的11.5倍，甚至超过了普遍认为发光效率最高的高压钠灯（发光效率为132lm/W）。此次的白色LED与普通LED一样，是由蓝色LED芯片与YAG类黄色荧光体组合而成。采用了与该公司“NICHIARAIKOH”型号产品相同的封装，接通20mA电流时可发出9.4lm的光通量（色温为4600K时）。平均演色评价指数（Ra）为95。 此次的白色LED为开发品，投产日期尚未确定。今后，日亚化学工业计划着手提高生产技术，以尽早实现150lm/W产品的实用化。 (2006年7月)Cree开发出发光效率达131lm/W的白光LED 2006年7月，美国Cree公司日前宣布开发出了发光效率达131lm/W的白光LED。该公司表示，此次的产品在LED业界将成为新的标杆，强调了其发光效率之高。据悉，这一发光效率值已得到美国国立标准技术研究所（NIST：National Institute of Standards and Technology）证实。该白光LED使用Cree公司的GaN类LED芯片“EZBright”试制而成。131lm/W的发光效率是施加20mA电流时获得的数值。色温度为6027K。 (2006年6月)日亚化学发布光效100lm/W的白色LED 日亚化学开发出了发光效率为100lm/W的白色LED，并开始供应样品，计划同年12月投入量产。从发光效率来说，性能超过了普及型荧光灯，可与发光效率较高的品种比肩。2005年该公司曾表示2010年前后量产100lm/W产品。这次公布的消息将量产时间提前了3～4年。日亚化学工业即将供应样品的白色LED在20mA的输入电流下可得到6lm的光通量。属于输入电力仅为0.06W的小功率品种。具体价格未定。日亚化学曾在学术会议上发表过113lm/W的白色LED开发品。日亚化学还公布了2007年以后的开发蓝图。据称，2007年将完成150lm/W产品的开发。此前，其他厂商纷纷表示将于2006年～2007年前后投产90lm/W～100lm/W产品，而日亚化学工业只是公布了一个保守值。 | |
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