2016-09-18 11:40:43

LED

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发光二极管简称为LED。由含(Ga)、(As)、(P)、(N)等的化合物制成。

当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。

基本信息

  • 中文名

    发光二极管

  • 外文名

    Light-Emitting Diode

  • 简称

    LED

  • 用途

    指示灯、显示板、显示器、照明、亮化

  • 分类

    室内照明和户外照明

折叠 编辑本段 基本介绍

发光二极管(LightEmitting Diode,LED),是一种半导体组件。初时多用作为指示灯、显示发光二极管板等;随着来沃led照明来沃led照明白光LED的出现,也被用作照明。

LED 被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。根据使用功能的不同,可以将其划分为信息显示、信号灯、车用灯具、液晶屏背光源、通用照明五大类。

在政策护航、销量提升等因素的推动下,LED成为近期资本市场的投资热点之一,其中新海宜、福晶科技等表现抢眼。由于第四季度是LED照明、电视等产品消费的高峰期,上游零组件产业销量也会出现周期性的攀升。随着10月1日我国禁售和进口60瓦及以上白炽灯政策落实,我国淘汰白炽灯路线图已经开启,LED照明渗透率将不断提升。业内人士表示,仅白炽灯替代市场每年就将新增120亿只以上灯源需求。

LED市场前景广阔

LED产品主要应用于背光源、彩屏、室内照明三大领域。由于背光源是现阶段LED最大的应用市场,近几年驱动LED产业高速增长。未来在产品价格下降以及新一轮全球禁售白炽灯高潮兴起等因素的影响下,室内照明将替代背光源成为未来LED增长最快的细分领域。此外,近年来在小间距显示屏等产品升级因素驱动下,LED产品增速也不断提升,呈现稳健增长的趋势。综合来看,未来LED总需求将呈现持续增长,相关公司具备中长期投资价值。

目前我国正在逐步成为全球LED产业基地。统计数据显示,2013年我国照明行业总产值4800亿元。其中包括350亿美金的出口市场和2000多亿元的国内市场。相较于2000多亿元的增量市场,业内人士认为改革开放30年形成的照明存量市场将存在数万亿元的市场空间。预计LED照明未来3~5年将会形成行业产值高峰,将保持100%的年复合增速,行业总产值有望达到万亿元。

此外,海外新兴市场正为国内LED企业带来更大的机会。今年上半年我国LED照明产品出口金额约为43.5亿美元。其中金砖国家约4.4亿美元,同比增幅高达350%。海外新兴市场快速增长将会持续利好国内LED厂商。

三角度挖掘LED产业链

LED产业链可以分为芯片制造、封装和应用环节三部分。按照受益程度来看,上游芯片制造无疑成为最受益的环节。在LED照明产业的爆发增长中,上游外延及芯片环节业绩向上弹性最大。由于芯片制造在LED产业链中技术含量高。因此,拥有研发技术、专利技术、以及规模优势的企业将最受益。

新海宜在2011年正式进军LED芯片制造领域。由于与中科院纳米所合作,公司在芯片发光效率、良品率等技术指标上处于行业领先地位。三季度公司20台MOCVD设备有望全部达产,下半年LED产品收入增速将呈现继续加快趋势。此外,公司日前发布公告表示,将扩大新纳晶LED外延、芯片产能(二期)投资项目。建立新一代外延片、芯片、封装生产线。对此,华泰证券分析师康志毅预计,明年LED产能将出现翻倍增长,年底公司MOCVD设备产量将达到40台。

福晶科技作为中科院福建物质结构研究所旗下的上市平台,承接大股东的科研成果。旗下的万邦光电是一家集LED芯片设计及LED封装和销售于一体的综合性照明企业。此外,日前受中科院改制消息的刺激,公司受到二级市场资金的追捧。随着改革大幕开启,未来公司有望获得大股东资产注入。

由于LED封装环节设备及制造流程标准化程度高,厂商投资规模普遍较小,技术要求低,因此封装领域的厂商数量众多。随着封装技术不断发展,封装技术从正装发展到垂直、倒装。倒装则是由芯片向封装延伸,因此未来芯片厂商将会直接完成封装工序。封装的市场空间将被压缩。转型将成为封装企业的主要看点。

长方照明是一家LED封装企业。近几年公司在此基础上向下游照明应用领域延伸。涉及LED照明光源器件和LED照明产品的研发、生产、销售。公司目前已经在全国三十多个省级行政区域铺设经销商渠道,销售网络辐射全国。

中发科技作为一家从事半导体封装模具、LED支架生产企业。今年上半年营业收入表现不佳。其中LED支架收入同比减少20.67%。但是值得注意的是,公司LED表面贴装支架研制和产业化项目预计将会在2015年全部建成。建成后预计产能规模为400亿支架/年。实现年平均销售收入在15亿元左右,年平均利润总额也有望达到1.5亿元。

随着我国LED照明应用爆发及品牌服务地位提升,下游应用和品牌服务环节的附加值将逐步提升。其中拥有品牌优势、渠道优势以及规模优势的行业龙头将最为受益。

实益达虽然原有业务是EMS,但是近几年公司将LED照明等自主品牌业务作为重点培育的价值增长点。近期实益达并购步伐不断。以1000万元投资萤火虫节能后,公司还出资与萤火虫节能共同设立子公司。与萤火虫节能合作,将实现技术资源互补、品牌和渠道资源互补。此外,日前公司还牵手深圳市九派资本管理有限公司,设立专项并购基金。公司透露未来将主要围绕LED照明做产业整合和并购。

三季报盈利持续向好——(2014年中国LED市场投资热点浅析

此前,由于技术进步以及受行业竞争激烈等多重因素的影响,LED产品毛利率一直处于下滑趋势。毛利率仅为15%至20%,低于白炽灯等传统照明20%至30%的毛利率。在毛利率持续低迷的情况下,今年以来LED厂商却交出靓丽的成绩单。

“促成业绩持续向好的原因主要有三点”。一是下游需求量快速增长,LED行业薄利多销时代来临,去库存化较好。从而导致LED产品价格也趋稳。数据显示,八月我国相当于传统60W产品的LED灯泡价格微涨1%。二是规模化生产也为企业降低成本,产能利用率得到提升,LED厂商盈利情况出现改善。三是随着国内芯片厂商技术能力的提升,LED产品逐渐采用国内厂商的芯片。根统计数据,从销量上看,预计大陆厂商生产的芯片市场占有率已经达到八成。

折叠 编辑本段 应用领域

目前,LED 全彩显示屏主要应用于广告传媒、体育场馆、舞台背景、市政工程等。

折叠 广告传媒

LED 全彩显示屏是上世纪90 年代在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体,它显示面积大,视觉效果震撼,能充分吸引受众的眼球,是媒体与高科技的全新结合。而且,LED 全彩显示屏并不是单纯户外媒体,它同时兼具电视等媒体的特性和优势,还拥有更大的创意空间和更广阔的与消费者沟通的立体空间,可满足个性化需求,具有数字时代的传播概念。

除了其独特的表现形式外,LED 全彩显示屏在户外广告传媒领域得到的迅速发展还得益于户外传媒受众的特点、网络化的媒体运营以及广告的成本等因素。首先,户外媒体影响的是城市的主流人群,传统媒体的受众相对大众化和老龄化,受众人群的差别和优势助推了户外LED 广告显示屏市场的发展。其次,户外LED 广告显示屏实现了网络化的媒体运营,易于实现品牌广告的集中投放。第三,户外LED 广告显示屏新媒体相对于传统媒体的广告投放成本低,且具有有效到达率高的特性,吸引了更多的广告投资。

折叠 体育场馆

过去,LED 显示屏主要是以单色和红绿双色为主,在体育场馆中的作用仅限于显示比分和运动员姓名、名次等信息。随着LED 全彩显示屏技术的成熟,现已能够满足体育场馆观看距离远、环境亮度高等特殊要求,确保观众获得清晰、鲜明的彩色图像,并可提供比赛经典镜头回放、实时转播、背景画面、广告传媒等多种功能。近几年世界杯、奥运会、亚运会等一系列赛事的成功举办,掀起了体育场馆LED 全彩显示屏应用的热潮,高标准现代化的体育场馆中LED 全彩显示屏已经成为必备设施,体育场馆对显示屏的需求迅速增加。

折叠 舞台背景

随着LED 全彩显示技术以及大屏拼接技术的日益完善,LED 全彩显示屏产品日趋成熟,被大量应用在舞台背景显示和现场直播显示方面,成为大型会演场所必备的布景和色彩效果工具。LED 全彩显示屏通过大屏幕的不断变换,可以深入表现舞台演出每个节目的主题和风格,是舞美设计中必不可少的工具。同时,其亮度和点距性能的提升,使得LED 屏幕在室内外场所的应用都获得了重大突破。另外,部分LED 显示屏可以弯曲的特性令产品的部署、特效的实现和特殊的应用成为了可能。近几年奥运会、世博会、央视春节联欢晚会等大型演出活动对LED 全彩显示屏的广泛采用,带动了舞台背景市场对LED 全彩显示屏的需求。

折叠 市政工程

近年来,在城市主干道、金融商业中心、大型广场、地铁等极具发展活力的城市黄金地带以及重要市政场所,LED 显示屏被市政部门越来越多地用于政务公开和公共宣传的视频播放,既提升了政府形象又塑造了城市品牌。目前,我国许多省市在市政公共信息显示和展示工程方面大力推进LED 全彩显示屏的使用,为相关生产厂家开辟了新的市场。

折叠 编辑本段 国内发展情况

LEDLED中国将成为全球LED市场发展的主要驱动力量,LED照明市场中的户外照明市场由公共预算采购决定,而室内、背光和其他的应用则更多地与宏观经济正相关。2012年,中国政府将在民用和商用领域广泛采用LED照明的绿能方案,这有望帮助陷入全球经济衰退泥淖的LED产业获得复苏。2011年,我国半导体照明产业规模达到1560亿元,较2010年的1200亿元增长30%。其中上游外延芯片、中游封装、下游应用的规模分别为65亿元、285亿元和1210亿元,增速略有放缓。

折叠 编辑本段 应用

在LED于20世纪60年代问世到80年代之前这10多年中,LED只有红、黄、绿几种颜色,发光效率很低(仅约1 lm/W),亮度比较低,而且价格高,人们只是将其用作电子产品的指示灯。从LED发展和应用历程上看,这一时期为LED的指示应用阶段。

短期内,MOCVD 设备和衬底材料等产业链局部存在供应瓶颈,将成为限制LED芯片及应用产品供应快速增长的重要因素。在整个LED产业链中,用于在衬底材料上生长半导体层的MOCVD 外延炉是最重要的设备,也是投资最大的部分。由于MOCVD 技术复杂度极高,除少数日本LED企业生产仅供自用或限于本国内销售的设备外,目前可以大规模向全球供货MOCVD 外延炉的只有Aixtron 和Veeco 两家公司,两者合计占有了全球90%以上的市场份额,形成寡头垄断局面。受下游需求高速增长的刺激,全球众多LED芯片生产厂商开始为扩产大规模订购MOCVD 外延炉,两家设备生产企业的产能无法及时跟上,制约了LED芯片产能的增长。

同时,作为80%以上LED芯片所使用的衬底材料的人造蓝宝石基板也存在供应瓶颈。由于人造蓝宝石的铸锭工艺十分复杂,生产设备从订购到形成产能,即使对于有经验的企业,通常也需要一到两年的时间。因此,关键生产设备及蓝宝石衬底材料的供应瓶颈,将导致LED芯片的供应紧张,从而成为LED行业扩充产能的主要制约因素。

1 交流电源指示灯

。该电路只要连接220V/50Hz的交流供电线路,LED就会被点亮,指示电源接通。限流电阻R的阻值为220V/IF。

2 交流开关指示灯

用LED作白炽灯开关指示灯的电路,当开关断开灯泡熄灭时,电流经R、LED 和灯泡EL形成回路,LED亮,方便人们在黑暗中找到开关。此时曲于回路中的电流很小,灯泡是不会亮的。当接通开关时,灯泡被点亮,而LED则熄灭。

3 交流电源插座指示灯

用双色(共阴极) LED作交流电源插座指示灯的电路。插座的供电由开关S控制。当红光LED亮时,插座无电;当绿光LED亮时,插座有电。

4 保险管座指示灯

LED用作工厂设备配电箱保险管座指示灯的电路。当保险管完好时,LED不亮;当保险管熔断时,LED会被点亮,以指示用户是哪一个熔断器已被烧断,以便更换。这对于用肉眼无法观察好坏的瓷芯式熔断器来说是非常方便的。

5 直流电源指示灯

折叠 编辑本段 行业趋势

数据显示,2009年,全球LED路灯装置数量约250万盏,渗透率达到1%,2010年,全球LED路灯可达到450万盏,渗透率达到2%以上。报告预测全球LED路灯市场在2010年后将呈高速增长,2009至2013年复合增长率高达97.75%,至2013年,全球LED路灯市场规模达到21.59亿美元。

据《2015-2020年中国LED照明产业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》分析认为,LED照明市场一直被认为是LED最重要、最具发展前景的应用。总体来看,宏观环境对于LED照明应用的发展非常有利,主要表现为:1)节能减排成为全球关注的议题并得到积极推进;2)传统光源技术成长缓慢,面临发展瓶颈;3)LED照明技术进步与成本不断降低,长期市场障碍已不大。

前瞻网LED照明行业研究小组分析认为,受“十城万盏”政策的推动,我国LED路灯市场将保持持续增长,至2013年我国LED路灯市场规模预计达到86.63亿元,占到全球市场规模的五成左右,成为全球最重要的LED路灯市场之一。

随着行业的继续发展,技术的飞跃突破,应用的大力推广,LED的光效也在不断提高,价格不断走低。新的组合式管芯的出现,也让单个LED管(模块)的功率不断提高。通过同业的不断努力研发,新型光学设计的突破,新灯种的开发,产品单一的局面也有望在进一步扭转。控制软件的改进,也使得LED照明使用更加便利。这些逐步的改变,都体现出了LED发光二极管在照明应用的前景广阔。

LED 产业链主要有衬底及外延生长、芯片制造、器件封装和应用产品及相关配套产业,分为上游、中游和下游,每一领域的技术特征和资本特征差异很大,其中,半导体衬底材料、外延片的制造是上游产业,芯片制造是中游产业,LED的封装及LED 的应用产品制造是下游产业。

上游衬底及外延片生产的技术含量最高,投资也大,属于技术和资金密集行业。LED 衬底多采用蓝宝石、SiC、GaN 等材料,外延片为在单晶上生长多层不同厚度的单晶薄膜,用以实现不同颜色或波长的LED,目前生长高亮度LED 主要采用MOCVD 方法。

中游的芯片制造是将单晶片经过光刻、腐蚀等程序切割出LED 芯片,制造过程也较为复杂。

下游的封装主要是指用环氧树脂或有机硅等材料把LED 芯片与支架包封起来的过程。

LED 应用产品制造是将封装好的芯片进行测试、分选,通过插件、装配等工序形成最终产品。LED 应用产品制造是整个产业链中较为重要的一环,应用技术和加工工艺水平的高低直接决定整个产成品的最终品质,高品质的产品可以带来较高的产品附加值。

折叠 编辑本段 详细介绍

折叠 LED构成和相关知识

LED(Light Emitting Diode),发光二极管,主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。

LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管)是一种能够将电能转化为光能的半导体,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。据分析,LED的特点非常明显,寿命长、光效高、低辐射与低功耗。白光LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,其发光效率可超过150lm/W(2010年)。将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比,结果显示:普通白炽灯的光效为12lm/W,寿命小于2000小时,螺旋节能灯的光效为60lm/W,寿命小于8000小时,T5荧光灯则为96lm/W,寿命大约为10000小时,而直径为5毫米的白光LED光效理论上可以超过150lm/W,寿命可大于100000小时。有人还预测,未来的LED寿命上限将无穷大。随着近来LED散热技术的改进,室外照明的大功率LED路灯、投光灯等LED大功率照明灯具已经实现工业化生产并开始被大量应用。对色温和显色性要求很高的室内照明的舞台灯、影棚灯等也已实现量产并投入应用。适用范围最大、用量也最大的通用照明的T8、T5、T4、灯管和代替白炽灯和节能灯的螺口球泡灯以形成系列化,使用寿命已高达5万小时。LED照明已进入高速发展期。

LED的亮度是跟LED的发光角度有必然关系的,LED的角度越小它的亮度越高,没有什么超亮不超亮的,那是骗小孩的,如果是质量好的LED不管是哪家LED厂家生产的大家的亮度都差不多的,只是生产工艺不一样,使用寿命略有不同,因为大家用的都是那几家国外的LED芯片.如果是5MM的LED180度角的白光的发光强度只有几百MCD,如果是15度角的光强就要去到一万多两万MCD的了,光强相差好几十倍了,如果是用于照明用的,在户外最好是用大功率的LED了,亮度就更高了,单个功率有1W,3W,5W,还有的是用多个大功率组合成一个大功率的LED,功率去到几百W都有.

色温和亮度没关系,而亮度和流明值有关

来看几个相关概念:

(1)光通量

(lm)

由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度,我们不能直接用光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量,必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单位----光通量来衡量。光通量用符号Φ表示,单位为流明(lm)。

(2).发光强度

(cd)

光通量是说明某一光源向四周空间发射出的总光能量。不同光源发出的光通量在空间的分布是不同的。发光强度的单位为坎德拉,符号为cd,它表示光源在某单位球面度立体角(该物体表面对点光源形成的角)内发射出的光通量。1 cd = 1 lm/1 sr (sr:立体角的球面度单位)。

(3).亮度

(cd/m2) 

亮度是表示眼睛从某一方向所看到物体发射光的强度。单位为坎德拉/平方米[cd/m2],符号为L,表明发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量,它等于1平方米表面上发出1坎德拉的发光强度。

(4).色温

( Color Temperature )

当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时,黑体的温度就称为该光源的色温,用绝对温度K(开尔文,开氏度 = 摄氏度 + 273.15 )表示。

显色性(Color rendering property)

原则上,人造光线应与自然光线相同,使人的肉眼能正确辨别事物的颜色,当然,这要根据照明的位置和目的而定。

光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做"显色指数"(Ra)。显色性是指事物的真实颜色(其自身的色泽)与某一标准光源下所显示的颜色关系。Ra值的确定,是将DIN6169标准中定义的8种测试颜色在标准光源和被测试光源下做比较,色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。

Ra值为100的光源表示,事物在其灯光下显示出来的颜色与在标准光源下一致。

折叠 发光原理

LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电能转化为光能。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附着在一个支架上,是负极,另一端连接电源的正极,整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色,是由形成P-N结材料决定的。

折叠 LED照明颜色

LED(LightingEmittingDiode)照明即是发光二极管照明,是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。

照明原理

LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。

折叠 LED优点

LED的内在特征决定了它具有很多优点,诸如:

折叠 体积小

LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面,所以它非常小,非常轻。

折叠 耗电量低

LED耗电相当低,直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06瓦),电光功率转换接近30%。一般来说LED的工作电压是2-3.6V,工作电流是0.02-0.03A;这就是说,它消耗的电能不超过0.1W,相同照明效果比传统光源节能近80%

折叠 使用寿命长

有人称LED光源为长寿灯。它为固体冷光源,环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,在恰当的电流和电压下,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上。

折叠 高亮度、低热量

LED使用冷发光技术,发热量比普通照明灯具低很多。

折叠 环保

LED是由无毒的材料作成,不像荧光灯含水银会造成污染,同时LED也可以回收再利用。光谱中没有紫外线和红外线,既没有热量,也没有辐射,眩光小,冷光源,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源

折叠 坚固耐用

LED被完全封装在环氧树脂里面,比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分,使得LED不易损坏。

折叠 多变幻

LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256×256×256=16777216种颜色,形成不同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。

折叠 ​技术先进

与传统光源单调的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品。它成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等,所以亦是数字信息化产品,是半导体光电器件“高新尖”技术,具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。

折叠 LED缺点

第一点 LED发光二极管已被全球公认为最高效的人造照明技术。虽然国内还有不少人在商家误导下认为LED是用来替代LCD液晶的显示技术,但实际上这种高能效照明技术从上世纪六七十年代就已经开始应用,如今从各种指示灯、路灯、节日彩灯再到笔记本、电视背光都在广泛采用LED照明。由于其高能效,人们普遍认为用LED灯取代传统的灯泡、荧光灯是一种非常环保的做法。

然而,近日由美国加州大学艾尔文分校进行的一项调查却显示,使用LED的环保功效很可能会被其包含的有毒物质所抵消。在该校社会生态学系和公共健康项目共同进行的这项研究中,他们分析了市场上常见的圣诞树彩灯组中的红色、黄色、绿色和蓝色的LED灯,其中既包括高亮度LED,也包括低亮度产品。

结果显示,这些LED灯中包含有锑、砷、铬、铅以及其他多种金属元素。其中,部分LED灯的有毒元素含量已经超过了监管部门制定的标准。比如在低亮度红色LED灯中,研究人员发现其铅含量超标达到8倍,镍含量也超标2.5倍。

实际上在美国加州法律中,绝大多数LED灯都已经被明确定义为有毒垃圾,如果使用普通填埋的办法处理将会污染土壤和地下水。而如果LED灯破碎,还可能会对直接接触的人体健康造成损害。但至今,无论各国政府还是民众都对LED灯的环境和健康危险知之甚少。

该报告表示,LED中的砷、铅、镍和铜元素对人体和环境的影响最为严重,未来应当进行更为细致深入的调查,以促进政府对LED产品的安全使用和回收处理制定规范。简单的说,大家应该清楚,虽然LED的能效非常高,但它绝非完全环保的选择,只是蕴含的潜在危险和其他照明技术不同罢了。

第二点 LED需要由于单个发光面比较窄,通常大规模集成在线路板上,形成一个比较大的发光源,由此会造成大量热量积累,有时会击穿电路板。所以LED灯的散热一定要好。

第三点 人眼最不能接受的是蓝光和UV光(即紫外线光),蓝光杀伤人眼活性细胞的能力是绿光的10倍,而UV光杀伤人眼活性细胞的能力又是蓝光的10倍,长期接触大量低波长的蓝光能大量杀伤人眼活性细胞,最终癌化形成斑块。而LED白光形成主要是靠450-455NM波长蓝光激发荧光粉,其中波长越低击发能力越强,通常LED的波长出厂控制在500NM之内,即450-455NM,或455-460NM,属于伤害最强的区段,如果波长变大,那么激发荧光粉的能力就下降,效率降低。人们为了追求亮度,通常更会加强LED的蓝光强度,点灯时间越久,荧光粉衰减越快,进而导致人眼接触的蓝光波段的光照越强烈,从而对人眼造成伤害。

所以LED灯具在道路交通的LED导航指示、LED路灯、LED台灯的使用上具有一定的不利因素,容易让人在使用过程中产生头晕眼花、不舒服的感觉,甚至长期使用会变成眼晴伤害,使得患眼病的机率会有所提高。

折叠 编辑本段 发展历史

①1962年,GE、Monsanto、IBM的联合实验室开发出了发红光的磷砷化镓(GaAsP)半导体化合物,从此可见光发光二极管步入商业化发展进程。

②1965年,全球第一款商用化发光二极管诞生,它是用锗材料做成的可发出红外光的LED,当时的单价约为45美元。其后不久,Monsanto和惠普公司推出了用GaAsP材料制作的商用化红色LED。这种LED的效率为每瓦大约0.1流明,比一般的60至100瓦白炽灯的每瓦15流明要低上100多倍。

③1968年,LED的研发取得了突破性进展,利用氮掺杂工艺使GaAsP器件的效率达到了1流明/瓦,并且能够发出红光、橙光和黄色光。

④1971,业界又推出了具有相同效率的GaP绿色芯片LED。

⑤到20世纪70年代,由于LED器件在家庭与办公设备中的大量应用,LED的价格直线下跌。事实上,LED在那个时代主打市场是数字与文字显示技术应用领域。

⑥80年代早期的重大技术突破是开发出了AlGaAsLED,它能以每瓦10流明的发光效率发出红光。这一技术进步使LED能够应用于室外信息发布以及汽车高位刹车灯(CHMSL)设备。

⑦1990年,业界又开发出了能够提供相当于最好的红色器件性能的AlInGaP技术,这比当时标准的GaAsP器件性能要高出10倍。

⑧今天,效率最高的LED是用透明衬底AlInGaP材料做的。在1991年至2001年期间,材料技术、芯片尺寸和外形方面的进一步发展使商用化LED的光通量提高了将近30倍。

⑨1994年,日本科学家中村修二在GaN基片上研制出了第一只蓝色发光二极管,由此引发了对GaN基LED研究和开发的热潮。1996年由日本Nichia公司(日亚)成功开发出白色LED。

⑩20世纪90年代后期,研制出通过蓝光激发YAG荧光粉产生白光的LED,但色泽不均匀,使用寿命短,价格高。随着技术的不断进步,近年来白光LED的发展相当迅速,白光LED的发光效率已经达到38lm/W,实验室研究成果可以达到70lm/W,大大超过白炽灯,向荧光灯逼近。

近几年来,随着人们对半导体发光材料研究的不断深入,LED制造工艺的不断进步和新材料(氮化物晶体和荧光粉)的开发和应用,各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展,其发光效率提高了近1000倍,色度方面已实现了可见光波段的所有颜色,其中最重要的是超高亮度白光LED的出现,使LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。曾经有人指出,高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后,最伟大的发明之一。

折叠 编辑本段 LED应用

鉴于LED 的自身优势,目前主要应用于以下几大方面:

(1) 显示屏、交通讯号显示光源的应用LED 灯具有抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长等特点,广泛应用于各种室内、户外显示屏,分为全色、双色和单色显示屏,全国共有100 多个单位在开发生产。交通信号灯主要用超高亮度红、绿、黄色LED,因为采用LED 信号灯既节能,可靠性又高,所以在全国范围内,交通信号灯正在逐步更新换代,而且推广速度快,市场需求量很大,是个很好的市场机会。

(2) 汽车工业上的应用汽车用灯包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯以及头灯等。汽车用白炽灯不耐震动撞击、易损坏、寿命短,需要经常更换。1987年,我国开始在汽车上安装LED高位刹车灯。由于LED响应速度快, 可以及早提醒司机刹车,减少汽车追尾事故,在发达国家,使用LED制造的中央后置高位刹车灯已成为汽车的标准件,美国HP公司在1996年推出的LED汽车尾灯模组可以随意组合成各种汽车尾灯。此外,在汽车仪表板及其他各种照明部分的光源,都可用LED灯来担当,所以均在逐步采用LED 照明。我国汽车工业正处于大发展时期,是推广LED 照明灯的极好时机。近几年内会形成年产10亿元的产值,5 年内会形成每年30 亿元的产值。

(3) LED背光源以高效侧发光的背光源最为引人注目,LED作为LCD背光源应用,具有寿命长、发光效率高、无干扰和性价比高等特点, 已广泛应用于电子手表、手机、BP机、电子计算器和刷卡机上,随着便携电子产品日趋小型化,LED背光源更具优势,因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗和均匀一致方面发展。LED是手机关键器件,一部普通手机或小灵通约需使用10 只LED器件,而一部彩屏和带有照相功能的手机则需要使用约20 只LED器件。现阶段手机背光源用量非常大,一年要用35 亿只LED芯片。目前我国手机生产量很大,而且大部分LED背光源还是进口的,对于国产LED产品来说,这是个极好的市场机会。

(4)LED照明光源早期的产品发光效率低,光强一般只能达到几个到几十个mcd,适用在室内场合,在家电、仪器仪表、通讯设备、微机及玩具等方面应用。目前随着LED散热技术的改进,LED光源替代白炽灯和荧光灯甚至是碘钨灯、高压钠灯等大功率光源的替代趋势已从局部应用领域开始发展。日本为节约能源,正在计划替代白炽灯的发光二极管项目( 称为" 照亮日本") ,头五年的预算为50 亿日元,如果LED替代半数的白炽灯和荧光灯,每年可节约相当于60 亿升原油的能源, 相当于五个1.35 ×106kW 核电站的发电量,并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生,改善人们生活居住的环境。我国也于2004 年投资50 亿大力发展节能环保的半导体照明计划。

(5) 其它应用例如一种受到儿童欢迎的闪光鞋,走路时内置的LED会闪烁发光,仅温州地区一年要用5 亿只发光二极管;利用发光二极管作为电动牙刷的电量指示灯,据国内正在投产的制造商介绍, 该公司已有少量保健牙刷上市,预计批量生产时每年需要3 亿只发光灯;正在流行的LED圣诞灯,由于造型新颖、色彩丰富、不易碎破以及低压使用的安全性,近期在香港等东南亚地区销势强劲,受到人们普遍的欢迎,正在威胁和替代现有电泡的圣诞市场。

(6)家用室内照明的LED产品越来受人欢迎,LED筒灯,LED天花灯,LED日光灯,LED光纤灯已悄悄地进入家庭!

(7)led广告宣传车,从2010年起开始流入国内。LED移动广告车(OMDM),Outdoor Mobile Direct Mail advertising 是近年LED行业兴起后的伴生产物。是指由LED屏作为信息输出设备,移动车身作为重体的广告设备,自身可以变换位置,一般自带发电机、音响、电脑等设备,属于广告车中的一种。

折叠 LED应用于路灯

一、优势在于:

第一,LED作为点光源,如果设计合理,很大程度上可以直接解决传统球状光源必须依靠光发射来解决的二次取光及光损耗问题;

第二,对光照射面的均匀度可控,理论上可以做到在目标区域内完全均匀,这也能避免传统光源“灯下亮”现象中的光浪费;

第三,色温可选,这样在不同场合的应用中,也是提高效率、降低成本的一个重要途径;

第四,技术进步空间依然很大。

二、劣势(影响路灯推广应用的因素)有:

当前价格还太高,光通量低,当前同等照度设计的LED光源价格大约相当于传统光源的4倍(不过在路灯产品中,光源部分占总成本并不高,所以在工程安装中的成本提高比例也不会太高,应用的空间还是比较大的),在民用中难以承受。当前设计和制造标准比较混乱,损坏比例高,影响了LED的寿命优势。

折叠 LED应用的相关产品

1.LED景观:LED硬灯条,LED柔性灯带,LED数码管,LED流星雨,LED投光灯,LED洗墙灯,LED点光源,LED吸顶灯,LED埋地灯,ED水下灯;

2.LED室内:LED日光灯,LED射灯,LED球泡灯,LED天花灯,LED柜台灯;

3.LED交通:LED路灯; 4.LED汽车灯饰;

5.LED广告/指示:LED泛光灯;

6.LED显示屏,LED等其它。

1、国内企业没有核心技术

LED行业的上游的绝大部分核心专利被国外的厂商所掌握。目前,我们没有掌握核心技术,尽管我们LED应用产品制造能力在全球占到50%,份额占到50%,但利润却是最低的一环。

LED芯片随工艺、数量增长采用更大尺寸晶圆片制作工艺,会不断的降低成本,近年来每年在20%速度降低,LED芯片价格因数中,要将光效的提升也计入价格降低中,同样的价格购买了更好的产品。LED照明灯具的成本主要在LED芯片,只要芯片价格降下来,LED的流明单价能降到与现阶段的节能灯相当,室内照明就自然遍地开花。LED芯片还大有降价空间。

2、LED应用产品散热难

结构设计在灯具中大概占20%,一直以来中国勤劳的人民都会定价很低,20%成本认为很合理,最大的问题是怎样更有创新,设计更合理。

散热成本要维持在5%,实际散热设计很简单,把住两个方向:一是,LED芯片与外散热器件路径越短越好,越短你的散热设计就越好;二是,散热阻力,就是要有足够的散热传导路径同时也要有足够的‘散热道路’.这部分成本主要在结构,用于散热成本并不多。

3、LED应用电源管理

电源是LED灯具最薄弱的环节,严重滞后LED灯具发展,品质有待提高。现在设计占灯具成本的20%左右,有些高。随着技术发展电源大概在5-10%最为合理。

LED成本高,其实是相对目前其他光源来说,作为20世纪90年代才发明蓝光LED,从而导致LED白光得以实现的LED行业而言,其实现在的成本并不高。尤其是LED环保、节能、不含汞,而且每季度LED灯具的价格都在往下滑,相信一定可以在较短的时间内达到人们能够接受的水平。 根据电网的用电规则和LED驱动电源的特性要求,在选择和设计LED驱动电源时要考虑到以下九大性能特点要求:

1.高可靠性 特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修不方便,维修的花费也大。

2.高效率 LED是节能产品,驱动电源的效率要高。对于电源安装在灯具内的结构,尤为重要。因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降,所以LED的散热非常重要。电源的效率高,它的耗损功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。

3.高功率因素功率因素是电网对负载的要求。一般70瓦以下的用电器,没有强制性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大,但晚上大家点灯,同类负载太集中,会对电网产生较严重的污染。对于30瓦~40瓦的LED驱动电源,据说不久的将来,也许会对功率因素方面有一定的指标要求。

4.驱动方式 现在通行的有两种:其一是一个恒压源供多个恒流源,每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式,组合灵活,一路LED故障,不影响其他LED的工作,但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电,LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点,但灵活性差,还要解决某个LED故障,不影响其他LED运行的问题。这两种形式,在一段时间内并存。多路恒流输出供电方式,在成本和性能方面会较好。也许是以后的主流方向。

5.浪涌保护 LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护也很重要。有些LED灯装在户外,如LED路灯。由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入,保护LED不被损坏的能力。

6.保护功能 电源除了常规的保护功能外,最好在恒流输出中增加LED温度负反馈,防止LED温度过高。

7.防护方面 灯具外安装型,电源结构要防水、防潮,外壳要耐晒。

8.驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配。

9.要符合安规和电磁兼容的要求。

随着LED的应用日益广泛,LED驱动电源的性能将越来越适合LED的要求。

LED封装技术

1.扩晶:把排列的密密麻麻的晶片弄开一点便于固晶。

2.固晶:在支架底部点上导电/不导电的胶水(导电与否视晶片是上下型PN结还是左右型PN结而定)然后把晶片放入支架里面。

3.短烤:让胶水固化焊线时晶片不移动。

4.焊线:用金线把晶片和支架导通。

5.前测:初步测试能不能亮。

6.灌胶:用胶水把芯片和支架包裹起来。

7.长烤:让胶水固化。

8.后测:测试能亮与否以及电性参数是否达标。

9.分光分色把颜色和电压大致上一致的产品分出来。

10.包装。

面临的问题

在国家推动产业结构优化升级、培育新的产业增长点这一战略任务的指导下,LED成为各地方政府的发展重点,东莞、惠州、佛山、深圳、大连、南昌、厦门等地方政府纷纷制定了产业发展战略规划,国内掀起了一股LED投资热潮。作为占据国内LED总产值的近半壁江山的广东,在5月发布的《关于加快经济发展方式转变的若干意见》中,将半导体照明(LED)产业列为广东近期重点主抓的三大战略性新兴产业之一。LED产业在广东已经形成了百舸争流的局面。深圳、东莞、佛山都已经将LED产业列为支柱型产业发展。LED产业已经呈现出全面开花之势。

国内LED企业迅速崛起并迅速扩大产能,为争夺LED市场展开攻略。从国内LED产业龙头企业三安光电到扩张产能的士兰微再到半路出家的德豪润达,LED产业热潮几乎席卷了整个行业,由于国内LED产品技术整体水平不高,国内企业普遍规模小、技术实力弱、产品档次也比较低,LED市场竞争激烈,相关厂商争打价格战,同时LED产业内也出现了无序投资、恶性竞争等现象。从目前国内市场动态和LED产业结构分布来看,已经出现很严重的重复投资的问题。

另外,一些地方政府在发展经济中有意将地方市场向本地企业开放,或者以投资换市场的方式锁住地方市场,地方保护主义有抬头趋势。若不打破这种地方行政壁垒,必然带来地区之间的产业项目趋同,直接加大产业泡沫,阻碍区域一体化发展进程。不同区域要突出不同特色,要避免为短期利益简单重复建设,导致未来恶性竞争。

此外,中国的LED照明还存在一系列其它问题,例如中国目前还没有LED灯具国家标准,只有一些地方的标准;我国本土LED灯具造型创新设计能力明显不足等。要解决好这些问题,才能使LED产业发展更加健康,LED产品才能更适应大众的需要。市场主导是LED照明产业可以长期健康发展的基础,政府要在政策、法规、研发投入、应用示范和标准等多方面来引导和扶持,全国一盘棋,整体规划,才能引导LED产业持续健康发展。

LED与LED可见光通讯技术

既然高功率 LED 即将成为下一代固态照明(SSL)的主力,电子产业界也浮现了更为大胆的新思维。也就是舍弃拥挤不堪的射频频宽,改用速度快到人眼难以辨识的LED切换方式来传送数据,这样的方式便称为LED可见光通讯 (VLC)。透过先进的技术支援,每一种新的LED灯具都能以有线方式接取骨干网路,使不同设备间可实现无所不在的无线通讯,且不会增加现有射频频宽的负担。这种LED可见光通讯传输技术多采用白光LED ,因为白光LED特点为快速反应,能作为可见光通讯技术的基础。LED可见光传输技术是利用萤光灯或是白光LED等室内照明设备,发出肉眼无法察觉的高速明暗闪烁讯号,以无线方式来传输资料。采用可见光是因为其波长范围大,可透过设计将可见光讯号透过不同波长传输。而研发人员也会测试不同光波长,利用构成白光的不同色彩,对多条资料流进行编码内容的研发。

LED可见光通讯技术的优点,在於可避免一般WLAN或高频无线传输的电磁波,对人体与周边电子设备造成干扰的影响,并可取代无线基地台,同时具备安全性高的特点。目前许多业界、标准组织,或者得到政府资助的计划都开始研发LED可见光通讯,其前景十分被看好。毕竟仅传统照明市场的规模便达到数兆美元,未来过渡到固态照明市场,其商机十分可观。

LED的重要参数释疑

1.正向工作电流If:

它是指发光二极体正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6·IFm以下。

2.正向工作电压VF:

参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。发光二极体正向工作电压VF在1.4~3V。在外界温度升高时,VF将下降。

3.V-I特性:

发光二极体的电压与电流的关系,在正向电压正小于某一值(叫阈值)时,电流极小,不发光。当电压超过某一值后,正向电流随电压迅速增加,发光。

4.发光强度IV:

发光二极体的发光强度通常是指法线(对圆柱形发光管是指其轴线)方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为(1/683)W/sr时,则发光1坎德拉(符号为cd)。由于一般LED的发光强度小,所以发光强度常用烛光(坎德拉, mcd)作单位。

5.LED的发光角度:

-90°- +90°

6.光谱半宽度Δλ:

它表示发光管的光谱纯度。

7.半值角θ1/2和视角:

θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向(法向)的夹角。

8.全形:

根据LED发光立体角换算出的角度,也叫平面角。

9.视角:

指LED发光的最大角度,根据视角不同,应用也不同,也叫光强角。

10.半形:

法向0°与最大发光强度值/2之间的夹角。严格上来说,是最大发光强度值与最大发光强度值/2所对应的夹角。LED的封装技术导致最大发光角度并不是法向0°的光强值,引入偏差角,指得是最大发光强度对应的角度与法向0°之间的夹角。

11.最大正向直流电流IFm:

允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极体。

12.最大反向电压VRm:

所允许加的最大反向电压。超过此值,发光二极体可能被击穿损坏。

13.工作环境topm:

发光二极体可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围,发光二极体将不能正常工作,效率大大降低。

14.允许功耗Pm:

允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值,LED发热、损坏。

折叠 LED焊接技术要求及操作注意事项

1、生产时一定要戴防静电手套,防静电手腕,电烙铁一定要接地,严禁徒手触摸白光LED的两只引线脚。因为白光LED的防静电为100V,而在工作台上工作湿度为60%-90%时人体的静电会损坏发光二极体的结晶层,工作一段时间后(如10小时)二极体就会失效(不亮),严重时会立即失效。

2、焊接温度为260℃,3秒。温度过高,时间过长会烧坏芯片。为了更好地保护LED,LED胶体与PC板应保持2mm以上的间距,以使焊接热量在引脚中散除。

3、LED的正常工作电流为20mA,电压的微小波动(如0.1V)都将引起电流的大幅度波动(10%-15%)。因此,在电路设计时应根据LED的压降配对不同的限流电阻,以保证LED处于最佳工作状态。电流过大,LED会缩短寿命,电流过小,达不到所需光强。 一般在批量供货时会将LED分光分色,即同一包产品里的LED光强、电压、光色都是的,并在分光色表上注明。

LED透镜填充硅胶过程

3.1 基材表面应该清洁干燥。可以加热去除基材表面的湿气;可以用石脑油、甲基乙基酮肟(MEK)或其它合适的溶剂清洗基材表面。不应该使用对基材有溶解或腐蚀的溶剂,不应该使用有残留的溶剂。

3.2 按照推荐的混合比例——A:B = 1:1(重量比),准确称量到清洁的玻璃容器中,并充分混合均匀。使用高速的搅拌设备混合时,高速搅拌产生的热量有可能使胶的温度升高,从而缩短使用时间。

3.3 在10mmHg的真空下脱出气泡。一般在分配封装材料之前脱出气泡。根据需要在分配后也可以增加脱气泡的程序。

3.4 为保证胶料的可操作性,A、B混合后请在60分钟内用完。

3.5 最佳固化条件为在25℃下固化,3-4小时开始固化,完全固化需要24小时;亦可在50℃加热60min固化。当固化温度低于25℃时,适当延长固化时间或者提高固化温度有助于产品的完全固化。

LED产业链构成

折叠 SMD封装LED使用注意事项

一、存放条件:

1、铝防潮袋于开封后请勿于以上提及的环境外完成焊接。

万一余下示经使用的LED,请以含硅胶凝体的密封容器保存,又或是放回铝防潮袋再次密封。

2、如超过保存期限请进行烘烤处理。于存放期间,若发现袋内的硅胶凝体变成蓝色,同样请先进行烘烤,烘烤的次

数不可以超过1次。

3、LED封装部份所吸收的水分,因焊接的热而膨胀有可能造成界面剥离,光衰等现象。故此,我们采用可将吸湿量

控制在最低限度的防潮锻。

4、LED到装的内部或者外侧均有镀银的金属部份。

如周边空气中含有腐蚀性气体会使电镀表面变质,影响焊接性及光学特性故请将LED存放于密封容器内。

5、于产品其他部分使用的材料(如包装、胶水等),请避免使用含有硫黄成份的物料以免影响电度表面。

6、除了纸箱,橡胶等等以外,大气中也可能会有微量的腐蚀性气体存在。

另外,树脂里亦可能会有会影响电镀表面的卤素系物质,必须加以注意。

7、电镀表面于焊接后,或产品组装后,同样会受到周边材料产生的或外部浸入的气体影响,请于产品设计时留意。

8、防渗物料建议使用硅橡胶类的。但是,硅由于加热后,会释出具挥发性的硅氧烷。如附于周边材料上,可能会有所影响,故请于选择硅橡胶时注意。

9、急剧的温度变化会引起结露,请于温度较穏定的环境下保存。

二、使用方法:

1、请在设计电路时不要超过各LED的最大额定规格。建议对各LED分别进行恒流驱动。

2、请以正向电流使用本产品。于非亮灯时请勿施加电压,特别是逆向电压可能会引至迁移现象,请极力避免。请使用不小于标准电流之百分之十来驱动各LED产品以确保其穏定性。

3、于室外使用的情况下,请务必进行足够的防水,防湿以及盐害等对策。

三、使用时注意事项

1、请勿徒手使用本产品,有可能会弄污表面,影响其光学特性。也可能造成变型或引到内部断线。

2、使用镊子时请勿对产品造成过大压力。有可能会令树脂刮花,剥落,或使产品变形,内部断线等,可能引致死灯。

3、跌落可能会使LED变形,请多加注意。

4、使用自动组装机时,请避免直接接触到封装树脂部份,并请使用本公司建议使用的吸嘴。

5、组装时请勿直接吸啜封装树脂部份。树脂表面变形可能会使内部发生断线从而引致死灯。

6、利用旋转头型的贴片机来进行贴片可能会发生移位,请于生产前确认是否有问题。

7、焊接后请勿叠置基板。焊接后将基板叠置,基板对树脂部分的冲击可能使树脂部份受损,剥落,变形或断线,从而导致死灯。

折叠 内容

LED产业链大致可以分为五个部分。一、原材料。二、LED上游产业,主要包括外延材料和芯片制造。三、LED中游产业,主要包括各种LED器件和封装。四、LED下游产业,主要包括各种LED的应用产品产业。五、测试仪器和生产设备。

关于LED上游、中游和下游产业,下面将有详细介绍这里重点介绍原材料产业和测试仪器和生产设备产业。

LED发光材料和器件的原材料包括衬底材料砷化镓单晶、氮化铝单晶等。它们大部分是III-V族化合物半导体单晶,生产工艺比较成熟,已有开启即用的抛光征供货。其他原材料还有金属高纯镓,高纯金属有机物源如三甲基镓、三乙基镓、三甲基铟、三甲基铝等,高纯气体氨、氮、氢等。原材料的纯度一般都要在6N以上。封装材料有环氧树脂、ABS、PC、PPD等。

外延材料的测试仪器主要有x射线双晶衍射仪,荧光谱仪、卢瑟福背散射沟道谱仪等。芯片、器件测试仪器主要有LED光电特性测试仪,光谱分析仪等,主要测试参数为正反向电压、电流特性、法向光强、光强角分布、光通量、峰值波长、主波长、色光标、显色指数等。生产设备则有MOCVD设备、液相外延炉、镀膜机、光刻机、等离子清洗机、划片机、全自动固晶机、金丝球焊机、硅铝丝超声压焊机、灌胶机、真空烘箱、芯片计数仪、芯片检测仪、倒膜机、光色电全自动分选机等。景观照明市场:包括建筑装饰、室内装饰、旅游景点装饰等,主要用于重要建筑、街道、商业中心、名胜古迹、桥梁、社区、庭院、草坪、家居、休闲娱乐场所的装饰照明,以及集装饰与广告为一体的商业照明。 汽车市场:车用市场是LED运用发展最快的市场,主要用于车内的仪表盘、空调、音响等指示灯及内部阅读灯,车外的第三刹车灯、尾灯、转向灯、侧灯等。 背光源市场:LED作为背光源已普遍运用于手机、电脑、手持掌上电子产品及汽车、飞机仪表盘等众多领域。

折叠 应用

交通灯市场:由于红、黄、绿光LED有亮度高、寿命长、省电等优点,

特殊工作照明和军事运用:由于LED光源具有抗震性、耐候性、密封性好,以及热辐射低、体积小、便于携带等特点,可广泛应用于防爆、野外作业、矿山、军事行动等特殊工作场所或恶劣工作环境之中。

上海世博会上,中科院展出了一盏外观普通,发着柔和灯光的LED台灯,这盏“神灯”虽然不会让你家财万贯,梦想成真,但是却可以在它灯光的照耀下通过一个小小的接收装置就可以让你的笔记本电脑轻松连入互联网,不需要网线,也不需要无线网卡

那这种技术是怎样实现的呢?

我们都知道笔记本上高清晰的视频节目,超链接下一张张的网页,下载的各种应用程序其中都包括了海量的数据,为了使电磁波能够传递数据,就要让电磁波的强度随着时间不断变化,以代表不同的信息,这样的过程称为“调制”。无线电波可以通过一定的电路对它们进行快速的调制,可是对于以前的电灯来讲,却是不容易的。近些年来普遍使用的LED(发光二极管)灯就不同了,可以通过调节发光二极管两端的电压迅速调节灯的亮度,世博会上展示的LED灯每秒可以“闪烁”达200万次,提供的网速甚至足以超过现有的无线上网。在接受的一端,笔记本上的光电转换器会把变化的光线源源不断地转换成电信号,经过进一步处理变为一张张我们可以浏览的网页。电脑的数据也可以通过接收器上的红外LED灯发射出来,传送给控制器

折叠 编辑本段 LED相关

折叠 LED设计理念

LED的出现打破了传统光源的设计方法与思路,目前有两种最新的设计理念。

1.情景照明:是2008年由飞利浦提出的情景照明,以环境的需求来设计灯具。情景照明以场所为出发点,旨在营造一种漂亮、绚丽的光照环境,去烘托场景效果,使人感觉到有场景氛围。

2.情调照明:是2009年由凯西欧提出的情调照明,以人的需求来设计灯具。情调照明是以人情感为出发点,从人的角度去创造一种意境般的光照环境。情调照明与情景照明有所不同,情调照明是动态的,可以满足人的精神需求的照明方式,使人感到有情调;而情景照明是静态的,它只能强调场景光照的需求,而不能表达人的情绪,从某种意义上说,情调照明涵盖情景照明。情调照明包含四个方面:一是环保节能,二是健康,三是智能化,四是人性化。

折叠 LED的发光原理

发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。

假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光。除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放的能量不大,不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的,所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。

理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即

λ≈1240/Eg(nm)

式中Eg的单位为电子伏特(eV)。若能产生可见光(波长在380nm紫光~780nm红光),半导体材料的Eg应在3.26~1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管,但其中蓝光二极管成本、价格很高,使用不普遍。

折叠 编辑本段 LED分类

1、按发光管发光颜色分

按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。

根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管适合于做指示灯用。

2、按发光管出光面特征分

按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1;把φ5mm的记作T-1(3/4);把φ4.4mm的记作T-1(1/4)。

由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。

从发光强度角分布图来分有三类:

(1)高指向性。一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。半值角为5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或与光检出器联用以组成自动检测系统。

(2)标准型。通常作指示灯用,其半值角为20°~45°。

(3)散射型。这是视角较大的指示灯,半值角为45°~90°或更大,散射剂的量较大。

3、按发光二极管的结构分

按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。

4、按发光强度和工作电流分

按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度10mcd);把发光强度在10~100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。

除上述分类方法外,还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。

折叠 编辑本段 发展趋势

折叠 国际LED照明巨头加速抢攻

国际LED照明巨头飞利浦、东芝已领先业界成功开发出800流明LED球泡灯,并且正在积极研发1000流明以上LED球泡灯。800流明LED球泡灯、每1美元达1000流明的封装、高电压LED以及增加红光的暖白光LED是大势所趋,将成为LED芯片商着力耕耘的技术重点。 现阶段,众多LED芯片商正试图增加AIGalnP当中的红光LED实现高演色性,相较于蓝光LED混合萤光粉的暖白光方案演色性达82%,混合红光LED的暖白光演色性可高达90%,因此将成为市场主流。 此外,高电压LED主要瞄准室内照明,有利于简化LED与电源转换器的设计。相较于直流方案,高电压方案可减少发光效率下降,且采用更高效率的驱动器,加上不会出现交流电方案的故障弊病,以及制造成本低和生产容易性,将成为最容易达成高性价比LED灯泡的方案,成为LED芯片商群起争夺的市场。

折叠 上下游企业联手谋发展。

晶元光电是我国台湾地区专业生产超高亮度LED磊晶片及晶粒的上市公司,自有金属有机气相沉积(MOCVD)技术,是目前全球LED外延级芯片的主要制造商,拥有完整的LED芯片产品知识产权。 近日,阳光照明宣布计划以不低于19.24元/股的价格定向增发不超过4800万股,募资9.18亿元,其中LED节能照明产品项目计划占用4.19亿元,该公司控股股东世纪阳光已明确表示不参与此次认购。 阳光照明认为,此项合作充分发挥了阳光照明与晶元光电各自的优势,实现了LED照明产业链上下游之间的强强合作与优势互补,为双方共同加快LED照明市场发展、提升LED照明市场份额创造了有利条件。

折叠 白光LED器件项目获财政资助

该计划相当于鼓励国内现有的LED制造商扩大产能,这也将导致许多新的竞争者出现。来自我国台湾地区以及韩国的LED厂商也在积极进入中国大陆市场,成为推动产能增加的因素。 照明市场最先激活的是户外大角度照明,例如路灯、广告牌灯等。室内照明首先激活的将是长效照明应用,包括隧道、超市、厂房、商场、办公楼。预计到2011年年底,大部分的商业照明市场将被激活。家庭照明则主要是高端客户,集中在公寓、别墅等高档住宅。 新力光源总工程师罗文正认为,由于LED产品和技术趋向雷同,在未来的3-5年中,LED照明产品将逐步规范化、标准化,成为常规产品,而这段时间内也将逐步迎来LED行业的大洗牌。届时LED行业将与其他行业一样,有品牌、有技术、有资本实力的企业将会立足LED业界,而一些低端、杂牌企业只能在狭缝中生存。当然也有一部分企业走狭窄市场路线,以小市场大份额获取生存发展空间。

折叠 细分市场决胜在终端

相对于传统灯饰产品而言,在未来一定时期,LED产业发展格局将保持平稳,仍以渠道为王,这是整个灯饰行业发展的必然趋势。当一个行业发展到一定阶段,洗牌就是一次提升。对于一个企业来说也如此,发展到一定规模的企业再往上走就会遇到各种各样的瓶颈。分析人士认为,目前国内LED企业是在政府鼓励扶持下,通过北京奥运会、上海世博会、广州亚运会、深圳大运会和“十城万盏”等获得了快速发展。而接下来LED照明要作为新的节能光源,快速被消费者认同,进入寻常百姓家,亟待突破的瓶颈是产品门类、规格、价格、品牌、营销模式、渠道建设等。 

折叠 编辑本段 市场产值

以LED照明应用为节能优选的趋势已经非常明显,LED具有能源转换效率高、寿命长、节能环保等诸多优点。与白炽灯、荧光灯相比,节电效率可达70%以上。预计未来几年LED照明应用仍将是增长最快的应用领域,并将成为带动整个LED行业发展的关键要素。不过到目前为止,成本偏高仍制约着LED照明量化生产和民用普及。LEDLED

2012年LED照明市场渗透率将低于10%,不过2012年仍将成为LED照明起飞元年,预计最快2012年第三季将有望看到LED照明市场明显放大。到2015年,LED在国内照明市场的产值渗透率将达到1/4。[1]

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