LED行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢?

【專家解說】：智研數(shù)據(jù)研究中心網(wǎng)訊: 內(nèi)容提要:LED 存在靜電釋放損害和熱膨脹系數(shù)等效能瓶頸和散熱問題，使其功率不能做得很大，亮度低。目前常用的性能比較穩(wěn)定的大功率LED 芯片是1W 和3W?？梢酝ㄟ^集成芯片提高LED 功率，但現(xiàn)在技術(shù)還不成熟，主要是需要解決散熱問題。也可以通過多珠LED 的串、并聯(lián)或混聯(lián)實現(xiàn)大功率LED 燈具。后兩種效率較低，用的較少，多珠LED 串聯(lián)是目前LED 燈具在照明領(lǐng)域應(yīng)用的主流。 LED 燈的應(yīng)用由于LED 燈有其它燈具無可比擬的優(yōu)點，LED 燈正以非?？斓乃俣劝l(fā)展并逐漸取代其他燈具，現(xiàn)在LED 燈已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各照明領(lǐng)域中。由于LED 體積小，應(yīng)用靈活，可以排列成各種形狀，能夠用計算機程序進行控制，所以可以顯示出文字、圖像、動畫、影視等靜態(tài)和動態(tài)的圖案。在2008 年的北京奧運會開幕式上，LED 燈就顯示了它無盡的魅力和優(yōu)勢。LED 被大量使用在公眾顯示器中，如各種信號燈、景觀照明、廣場街道的美化、公共娛樂場所美化、舞臺效果照明、建筑照明等。在液晶顯示器中，LED 被用作電腦、電視機和手機等顯示屏幕的背光源。 在交通道路上，LED 已經(jīng)用于可控節(jié)能型路燈照明、隧道燈照明、立交橋照明、交通信號燈等。在汽車燈具方面，現(xiàn)在許多轎車的制動燈、位置燈、轉(zhuǎn)向信號燈、后霧燈、倒車燈等燈具都開始采用LED 光源。隨著LED 技術(shù)的不斷提高，技術(shù)問題不斷得到解決，大功率LED 燈具的不斷出現(xiàn)，LED 在室內(nèi)照明、汽車燈具、演播廳、觀片燈等領(lǐng)域的應(yīng)用將會更加普及。 LED 雖然有很多優(yōu)點，但是也存在著許多不足和技術(shù)問題有待進一步改進和解決，下面從幾個方面對之進行了討論。 1.大功率LED 技術(shù)。LED 存在靜電釋放損害和熱膨脹系數(shù)等效能瓶頸和散熱問題，使其功率不能做得很大，亮度低。目前常用的性能比較穩(wěn)定的大功率LED 芯片是1W 和3W?？梢酝ㄟ^集成芯片提高LED 功率，但現(xiàn)在技術(shù)還不成熟，主要是需要解決散熱問題。也可以通過多珠LED 的串、并聯(lián)或混聯(lián)實現(xiàn)大功率LED 燈具。后兩種效率較低，用的較少，多珠LED 串聯(lián)是目前LED 燈具在照明領(lǐng)域應(yīng)用的主流。但是單珠串聯(lián)有個致命弱點，一顆損壞，整路不通。這是制約大功率LED 燈具在照明領(lǐng)域應(yīng)用的一大瓶頸。提高LED 燈具的功率，一是從芯片方面提高功率，另一是優(yōu)化電路設(shè)計提高功率。 2.散熱技術(shù)。溫度是影響LED 的一個重要因素，溫度升高會使LED 的光衰減加快，而芯片結(jié)點處的溫度直接影響LED的壽命，所以LED 散熱能力的強弱限制了LED 的功率大小。 LED 內(nèi)部的熱量主要由LED 芯片和印刷電路板工作時產(chǎn)生，對于小功率LED，通過自然傳導(dǎo)對流的方式就可以把熱量散發(fā)出去，但對于大功率LED 就要考慮多方面散熱。在散熱設(shè)計上，通常從LED 封裝散熱、電路板散熱和增加散熱部件等方面考慮。 3.芯片技術(shù)和芯片封裝技術(shù)。芯片技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是襯底材料的選擇和外延片的生長技術(shù)。技術(shù)提升的關(guān)鍵都是圍繞著降低缺陷密度和如何研發(fā)出更高效穩(wěn)定的器件進行的，而如何提升LED 芯片的發(fā)光效率則是目前整體技術(shù)指標的最重要衡量標準。傳統(tǒng)的襯底材料有藍寶石、Si、SiC，目前比較熱門的材料有ZnO、GaN 等。制造外延片的主流方法是采用金屬有機物化學(xué)氣相沉積。據(jù)2011 年LED 環(huán)球在線報道，美國北卡羅來納州大學(xué)提出了一種新的氮化鎵生長工藝，這一新工藝有望把材料的缺陷減低千分之一，從而制造出更高亮度的LED發(fā)光二級管。 4.光學(xué)設(shè)計技術(shù)。LED是點光源且方向性好，通過LED點陣設(shè)計、透鏡和反光裝置的設(shè)計及二次光學(xué)設(shè)計甚至三次光學(xué)設(shè)計，可以達到較理想的配光曲線，這也是光學(xué)設(shè)計的難點。在整體照明中，需要燈具有較大的照射面，可以使用線性LED 燈條配以導(dǎo)光板等技術(shù)使之成為面光源。LED 汽車信號燈可由反射鏡和配光鏡組成，通過合理的設(shè)計可達到法規(guī)配光要求的光形分布。 5.驅(qū)動技術(shù)。LED 恒流驅(qū)動一般有電感型和開關(guān)電容型兩種LED 驅(qū)動，電感型LED 驅(qū)動的驅(qū)動電流高，LED 的端電壓低，適用于驅(qū)動多只LED 的應(yīng)用。電容型LED 驅(qū)動常用在大功率LED 燈具中，其LED 的端電壓和電流高，可獲得高的功率和發(fā)光效率。LED 驅(qū)動電路的設(shè)計根據(jù)具體的需要可能會很復(fù)雜，但是在電路設(shè)計時必需考慮電源要有高的可靠穩(wěn)定性以及電路要有浪涌保護等多種因素。 LED 燈具面臨的技術(shù)問題除了上述，還有系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)等問題有待進一步提高。此外，在LED 行業(yè)還沒有形成統(tǒng)一的相關(guān)標準。 LED節(jié)能環(huán)保使用壽命長、直流驅(qū)動、可回收再利用，太陽能綠色環(huán)保無污染，太陽能電池提供的電壓是直流電壓，若把太陽能與LED燈結(jié)合起來使用，LED燈具在應(yīng)用中就不再需要將交流電變?yōu)橹绷麟?，從而使使用方便簡單。而且我們的社會能源問題和環(huán)境污染問題將會得到大大的改善。所以將LED與太陽能結(jié)合起來可能是將來照明事業(yè)的必然之路?，F(xiàn)在這方面的應(yīng)用還很少，已經(jīng)有太陽能LED路燈、太陽能LED樓道燈、太陽能LED草坪燈等。 LED 節(jié)能環(huán)保壽命長，隨著LED 技術(shù)水平的不斷提升，高功率、高亮度、小尺寸LED 燈的不斷出現(xiàn)，LED 燈具在各照明領(lǐng)域的應(yīng)用必然會普及，LED 燈具必定會深入到人們的日常室內(nèi)照明、生活、交通之中。LED 燈具及LED 與太陽能的結(jié)合，將會成為未來照明領(lǐng)域的主力軍。