LED

LED

發光二極體簡稱為LED。由含(Ga)、(As)、(P)、(N)等的化合物製成。

當電子與空穴復合時能輻射出可見光,因而可以用來製成發光二極體。在電路及儀器中作為指示燈,或者組成文字或數位顯示。砷化鎵二極體發紅光,磷化鎵二極體發綠光,碳化矽二極體發黃光,氮化鎵二極體發藍光。因化學性質又分有機發光二極體OLED和無機發光二極體LED。

  • 中文名稱
    發光二極體
  • 外文名稱
    Light-Emitting Diode
  • 簡稱
    LED
  • 用途
    指示燈、顯示板、顯示器、照明、亮化
  • 分類
    室內照明和戶外照明

基本介紹

發光二極體(LightEmitting Diode,LED),是一種半導體組件。初時多用作為指示燈、顯示發光二極體板等;隨著白光LED的出現,也被用作照明。

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LED 被稱為第四代照明光源或綠色光源,具有節能、環保、壽命長、體積小等特點,廣泛套用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。根據使用功能的不同,可以將其劃分為信息顯示、信號燈、車用燈具、液晶屏背光源、通用照明五大類。

在政策護航、銷量提升等因素的推動下,LED成為近期資本市場的投資熱點之一,其中新海宜、福晶科技等表現搶眼。由于第四季度是LED照明、電視等產品消費的高峰期,上遊零組件產業銷量也會出現周期性的攀升。隨著10月1日我國禁售和進口60瓦及以上白熾燈政策落實,我國淘汰白熾燈路線圖已經開啓,LED照明滲透率將不斷提升。業內人士表示,僅白熾燈替代市場每年就將新增120億隻以上燈源需求。

LED市場前景廣闊

LED產品主要套用于背光源、彩屏、室內照明三大領域。由于背光源是現階段LED最大的套用市場,近幾年驅動LED產業高速成長。未來在產品價格下降以及新一輪全球禁售白熾燈高潮興起等因素的影響下,室內照明將替代背光源成為未來LED成長最快的細分領域。此外,近年來在小間距顯示屏等產品升級因素驅動下,LED產品增速也不斷提升,呈現穩健成長的趨勢。綜合來看,未來LED總需求將呈現持續成長,相關公司具備中長期投資價值。

目前我國正在逐步成為全球LED產業基地。統計資料顯示,2013年我國照明行業總產值4800億元。其中包括350億美金的出口市場和2000多億元的國內市場。相較于2000多億元的增量市場,業內人士認為改革開放30年形成的照明存量市場將存在數萬億元的市場空間。預計LED照明未來3~5年將會形成行業產值高峰,將保持100%的年復合增速,行業總產值有望達到萬億元。

此外,海外新興市場正為國內LED企業帶來更大的機會。今年上半年我國LED照明產品出口金額約為43.5億美元。其中金磚國家約4.4億美元,同比增幅高達350%。海外新興市場快速成長將會持續利好國內LED廠商。

三角度挖掘LED產業鏈

LED產業鏈可以分為晶片製造、封裝和套用環節三部分。按照受益程度來看,上遊晶片製造無疑成為最受益的環節。在LED照明產業的爆發成長中,上遊外延及晶片環節業績向上彈性最大。由于晶片製造在LED產業鏈中技術含量高。因此,擁有研發技術、專利技術、以及規模優勢的企業將最受益。

新海宜在2011年正式進軍LED晶片製造領域。由于與中科院納米所合作,公司在晶片發光效率、良品率等技術指標上處于行業領先地位。三季度公司20台MOCVD設備有望全部達產,下半年LED產品收入增速將呈現繼續加快趨勢。此外,公司日前發布公告表示,將擴大新納晶LED外延、晶片產能(二期)投資項目。建立新一代外延片、晶片、封裝生產線。對此,華泰證券分析師康志毅預計,明年LED產能將出現翻倍成長,年底公司MOCVD設備產量將達到40台。

福晶科技作為中科院福建物質結構研究所旗下的上市平台,承接大股東的科研成果。旗下的萬邦光電是一家集LED晶片設計及LED封裝和銷售于一體的綜合性照明企業。此外,日前受中科院改製訊息的刺激,公司受到二級市場資金的追捧。隨著改革大幕開啓,未來公司有望獲得大股東資產註入。

由于LED封裝環節設備及製造流程標準化程度高,廠商投資規模普遍較小,技術要求低,因此封裝領域的廠商數量眾多。隨著封裝技術不斷發展,封裝技術從正裝發展到垂直、倒裝。倒裝則是由晶片向封裝延伸,因此未來晶片廠商將會直接完成封裝工序。封裝的市場空間將被壓縮。轉型將成為封裝企業的主要看點。

長方照明是一家LED封裝企業。近幾年公司在此基礎上向下遊照明套用領域延伸。涉及LED照明光源器件和LED照明產品的研發、生產、銷售。公司目前已經在全國三十多個省級行政區域鋪設經銷商渠道,銷售網路輻射全國。

中發科技作為一家從事半導體封裝模具、LED支架生產企業。今年上半年營業收入表現不佳。其中LED支架收入同比減少20.67%。但是值得註意的是,公司LED表面貼裝支架研製和產業化項目預計將會在2015年全部建成。建成後預計產能規模為400億支架/年。實現年平均銷售收入在15億元左右,年平均利潤總額也有望達到1.5億元。

隨著我國LED照明套用爆發及品牌服務地位提升,下遊套用和品牌服務環節的附加值將逐步提升。其中擁有品牌優勢、渠道優勢以及規模優勢的行業龍頭將最為受益。

實益達雖然原有業務是EMS,但是近幾年公司將LED照明等自主品牌業務作為重點培育的價值成長點。近期實益達並購步伐不斷。以1000萬元投資螢火蟲節能後,公司還出資與螢火蟲節能共同設立子公司。與螢火蟲節能合作,將實現技術資源互補、品牌和渠道資源互補。此外,日前公司還牽手深圳市九派資本管理有限公司,設立專項並購基金。公司透露未來將主要圍繞LED照明做產業整合和並購。

三季報盈利持續向好——(2014年中國LED市場投資熱點淺析

此前,由于技術進步以及受行業競爭激烈等多重因素的影響,LED產品毛利率一直處于下滑趨勢。毛利率僅為15%至20%,低于白熾燈等傳統照明20%至30%的毛利率。在毛利率持續低迷的情況下,今年以來LED廠商卻交出靚麗的成績單。

“促成業績持續向好的原因主要有三點”。一是下遊需求量快速成長,LED行業薄利多銷時代來臨,去庫存化較好。從而導致LED產品價格也趨穩。資料顯示,八月我國相當于傳統60W產品的LED燈泡價格微漲1%。二是規模化生產也為企業降低成本,產能利用率得到提升,LED廠商盈利情況出現改善。三是隨著國內晶片廠商技術能力的提升,LED產品逐漸採用國內廠商的晶片。根統計資料,從銷量上看,預計大陸廠商生產的晶片市場佔有率已經達到八成。

套用領域

目前,LED 全彩顯示屏主要套用于廣告傳媒、體育場館、舞台背景、市政工程等。

廣告傳媒

LED 全彩顯示屏是上世紀90 年代在全球迅速發展起來的新型信息顯示媒體,它顯示面積大,視覺效果震撼,能充分吸引客群的眼球,是媒體與高科技的全新結合。而且,LED 全彩顯示屏並不是單純戶外媒體,它同時兼具電視等媒體的特徵和優勢,還擁有更大的創意空間和更廣闊的與消費者溝通的立體空間,可滿足個性化需求,具有數位時代的傳播概念。

除了其獨特的表現形式外,LED 全彩顯示屏在戶外廣告傳媒領域得到的迅速發展還得益于戶外傳媒客群的特點、網路化的媒體運營以及廣告的成本等因素。首先,戶外媒體影響的是城市的主流人群,傳統媒體的客群相對大眾化和老齡化,客群人群的差別和優勢助推了戶外LED 廣告顯示屏市場的發展。其次,戶外LED 廣告顯示屏實現了網路化的媒體運營,易于實現品牌廣告的集中投放。第三,戶外LED 廣告顯示屏新媒體相對于傳統媒體的廣告投放成本低,且具有有效到達率高的特徵,吸引了更多的廣告投資。

體育場館

過去,LED 顯示屏主要是以單色和紅綠雙色為主,在體育場館中的作用僅限于顯示比分和運動員姓名、名次等信息。隨著LED 全彩顯示屏技術的成熟,現已能夠滿足體育場館觀看距離遠、環境亮度高等特殊要求,確保觀眾獲得清晰、鮮明的彩色圖像,並可提供比賽經典鏡頭回放、即時轉播、背景畫面、廣告傳媒等多種功能。近幾年世界杯、奧運會、亞運會等一系列賽事的成功舉辦,掀起了體育場館LED 全彩顯示屏套用的熱潮,高標準現代化的體育場館中LED 全彩顯示屏已經成為必備設施,體育場館對顯示屏的需求迅速增加。

舞台背景

隨著LED 全彩顯示技術以及大屏拼接技術的日益完善,LED 全彩顯示屏產品日趨成熟,被大量套用在舞台背景顯示和現場直播顯示方面,成為大型會演場所必備的布景和色彩效果工具。LED 全彩顯示屏通過大螢幕的不斷變換,可以深入表現舞台演出每個節目的主題和風格,是舞美設計中必不可少的工具。同時,其亮度和點距性能的提升,使得LED 螢幕在室內外場所的套用都獲得了重大突破。另外,部分LED 顯示屏可以彎曲的特徵令產品的部署、特效的實現和特殊的套用成為了可能。近幾年奧運會、世博會、央視春節聯歡晚會等大型演出活動對LED 全彩顯示屏的廣泛採用,帶動了舞台背景市場對LED 全彩顯示屏的需求。

市政工程

近年來,在城市主幹道、金融商業中心、大型廣場、捷運等極具發展活力的城市黃金地帶以及重要市政場所,LED 顯示屏被市政部門越來越多地用于政務公開和公共宣傳的影片播放,既提升了政府形象又塑造了城市品牌。目前,我國許多省市在市政公共信息顯示和展示工程方面大力推進LED 全彩顯示屏的使用,為相關生產廠家開闢了新的市場。

國內發展情況

中國將成為全球LED市場發展的主要驅動力量,LED照明市場中的戶外照明市場由公共預算採購決定,而室內、背光和其他的套用則更多地與巨觀經濟正相關。2012年,中國政府將在民用和商用領域廣泛採用LED照明的綠能方案,這有望幫助陷入全球經濟衰退泥淖的LED產業獲得復甦。2011年,我國半導體照明產業規模達到1560億元,較2010年的1200億元成長30%。其中上遊外延晶片、中遊封裝、下遊套用的規模分別為65億元、285億元和1210億元,增速略有放緩。

LEDLED

套用

在LED于20世紀60年代問世到80年代之前這10多年中,LED隻有紅、黃、綠幾種顏色,發光效率很低(僅約1 lm/W),亮度比較低,而且價格高,人們隻是將其用作電子產品的指示燈。從LED發展和套用歷程上看,這一時期為LED的指示套用階段。

短期內,MOCVD 設備和襯底材料等產業鏈局部存在供應瓶頸,將成為限製LED晶片及套用產品供應快速成長的重要因素。在整個LED產業鏈中,用于在襯底材料上生長半導體層的MOCVD 外延爐是最重要的設備,也是投資最大的部分。由于MOCVD 技術復雜度極高,除少數日本LED企業生產僅供自用或限于本國內銷售的設備外,目前可以大規模向全球供貨MOCVD 外延爐的隻有Aixtron 和Veeco 兩家公司,兩者合計佔有了全球90%以上的市場份額,形成寡頭壟斷局面。受下遊需求高速成長的刺激,全球眾多LED晶片生產廠商開始為擴產大規模訂購MOCVD 外延爐,兩家設備生產企業的產能無法及時跟上,製約了LED晶片產能的成長。

同時,作為80%以上LED晶片所使用的襯底材料的人造藍寶石基板也存在供應瓶頸。由于人造藍寶石的鑄錠工藝十分復雜,生產設備從訂購到形成產能,即使對于有經驗的企業,通常也需要一到兩年的時間。因此,關鍵生產設備及藍寶石襯底材料的供應瓶頸,將導致LED晶片的供應緊張,從而成為LED行業擴充產能的主要製約因素。

1 交流電源指示燈

。該電路隻要連線220V/50Hz的交流供電線路,LED就會被點亮,指示電源接通。限流電阻R的阻值為220V/IF。

2 交流開關指示燈

用LED作白熾燈開關指示燈的電路,當開關斷開燈泡熄滅時,電流經R、LED 和燈泡EL形成回路,LED亮,方便人們在黑暗中找到開關。此時曲于回路中的電流很小,燈泡是不會亮的。當接通開關時,燈泡被點亮,而LED則熄滅。

LED

3 交流電源插座指示燈

用雙色(共陰極) LED作交流電源插座指示燈的電路。插座的供電由開關S控製。當紅光LED亮時,插座無電;當綠光LED亮時,插座有電。

4 保險管座指示燈

LED用作工廠設備配電箱保險管座指示燈的電路。當保險管完好時,LED不亮;當保險管熔斷時,LED會被點亮,以指示使用者是哪一個熔斷器已被燒斷,以便更換。這對于用肉眼無法觀察好壞的瓷芯式熔斷器來說是非常方便的。

5 直流電源指示燈

行業趨勢

資料顯示,2009年,全球LED路燈裝置數量約250萬盞,滲透率達到1%,2010年,全球LED路燈可達到450萬盞,滲透率達到2%以上。報告預測全球LED路燈市場在2010年後將呈高速成長,2009至2013年復合成長率高達97.75%,至2013年,全球LED路燈市場規模達到21.59億美元。

據《2015-2020年中國LED照明產業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告前瞻》分析認為,LED照明市場一直被認為是LED最重要、最具發展前景的套用。整體來看,巨觀環境對于LED照明套用的發展非常有利,主要表現為:1)節能減排成為全球關註的議題並得到積極推進;2)傳統光源技術成長緩慢,面臨發展瓶頸;3)LED照明技術進步與成本不斷降低,長期市場障礙已不大。

前瞻網LED照明行業研究小組分析認為,受“十城萬盞”政策的推動,我國LED路燈市場將保持持續成長,至2013年我國LED路燈市場規模預計達到86.63億元,佔到全球市場規模的五成左右,成為全球最重要的LED路燈市場之一。

隨著行業的繼續發展,技術的飛躍突破,套用的大力推廣,LED的光效也在不斷提高,價格不斷走低。新的組合式管芯的出現,也讓單個LED管(模組)的功率不斷提高。通過同業的不斷努力研發,新型光學設計的突破,新燈種的開發,產品單一的局面也有望在進一步扭轉。控製軟體的改進,也使得LED照明使用更加便利。這些逐步的改變,都體現出了LED發光二極體在照明套用的前景廣闊。

LED 產業鏈主要有襯底及外延生長、晶片製造、器件封裝和套用產品及相關配套產業,分為上遊、中遊和下遊,每一領域的技術特征和資本特征差異很大,其中,半導體襯底材料、外延片的製造是上遊產業,晶片製造是中遊產業,LED的封裝及LED 的套用產品製造是下遊產業。

上遊襯底及外延片生產的技術含量最高,投資也大,屬于技術和資金密集行業。LED 襯底多採用藍寶石、SiC、GaN 等材料,外延片為在單晶上生長多層不同厚度的單晶薄膜,用以實現不同顏色或波長的LED,目前生長高亮度LED 主要採用MOCVD 方法。

中遊的晶片製造是將單晶片經過光刻、腐蝕等程式切割出LED 晶片,製造過程也較為復雜。

下遊的封裝主要是指用環氧樹脂或有機矽等材料把LED 晶片與支架包封起來的過程。

LED 套用產品製造是將封裝好的晶片進行測試、分選,通過外掛程式、裝配等工序形成最終產品。LED 套用產品製造是整個產業鏈中較為重要的一環,套用技術和加工工藝水準的高低直接決定整個產成品的最終品質,高品質的產品可以帶來較高的產品附加值。

詳細介紹

LED構成和相關知識

LED(Light Emitting Diode),發光二極體,主要由支架、銀膠、晶片、金線、環氧樹脂五種物料所組成。

LED(Light-Emitting-Diode中文意思為發光二極體)是一種能夠將電能轉化為光能的半導體,它改變了白熾燈鎢絲發光與節能燈三基色粉發光的原理,而採用電場發光。據分析,LED的特點非常明顯,壽命長、光效高、低輻射與低功耗。白光LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段,其發光效率可超過150lm/W(2010年)。將LED與普通白熾燈、螺旋節能燈及T5三基色熒光燈進行對比,結果顯示:普通白熾燈的光效為12lm/W,壽命小于2000小時,螺旋節能燈的光效為60lm/W,壽命小于8000小時,T5熒光燈則為96lm/W,壽命大約為10000小時,而直徑為5毫米的白光LED光效理論上可以超過150lm/W,壽命可大于100000小時。有人還預測,未來的LED壽命上限將無窮大。隨著近來LED散熱技術的改進,室外照明的大功率LED路燈、投光燈等LED大功率照明燈具已經實現工業化生產並開始被大量套用。對色溫和顯色性要求很高的室內照明的舞台燈、影棚燈等也已實現量產並投入套用。適用範圍最大、用量也最大的通用照明的T8、T5、T4、燈管和代替白熾燈和節能燈的螺口球泡燈以形成系列化,使用壽命已高達5萬小時。LED照明已進入高速發展期。

LED

LED的亮度是跟LED的發光角度有必然關系的,LED的角度越小它的亮度越高,沒有什麽超亮不超亮的,那是騙小孩的,如果是質量好的LED不管是哪家LED廠家生產的大家的亮度都差不多的,隻是生產工藝不一樣,使用壽命略有不同,因為大家用的都是那幾家國外的LED晶片.如果是5MM的LED180度角的白光的發光強度隻有幾百MCD,如果是15度角的光強就要去到一萬多兩萬MCD的了,光強相差好幾十倍了,如果是用于照明用的,在戶外最好是用大功率的LED了,亮度就更高了,單個功率有1W,3W,5W,還有的是用多個大功率組合成一個大功率的LED,功率去到幾百W都有.

色溫和亮度沒關系,而亮度和流明值有關

來看幾個相關概念:

(1)光通量

(lm)

由于人眼對不同波長的電磁波具有不同的靈敏度,我們不能直接用光源的輻射功率或輻射通量來衡量光能量,必須採用以人眼對光的感覺量為基準的單位----光通量來衡量。光通量用符號Φ表示,單位為流明(lm)。

(2).發光強度

(cd)

光通量是說明某一光源向四周空間發射出的總光能量。不同光源發出的光通量在空間的分布是不同的。發光強度的單位為坎德拉,符號為cd,它表示光源在某單位球面度立體角(該物體表面對點光源形成的角)內發射出的光通量。1 cd = 1 lm/1 sr (sr:立體角的球面度單位)。

(3).亮度

(cd/m2) 

亮度是表示眼睛從某一方向所看到物體發射光的強度。單位為坎德拉/平方米[cd/m2],符號為L,表明發光體在特定方向單位立體角單位面積內的光通量,它等于1平方米表面上發出1坎德拉的發光強度。

(4).色溫

( Color Temperature )

當光源所發出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時,黑體的溫度就稱為該光源的色溫,用絕對溫度K(開爾文,開氏度 = 攝氏度 + 273.15 )表示。

LED

顯色性(Color rendering property)

原則上,人造光線應與自然光線相同,使人的肉眼能正確辨別事物的顏色,當然,這要根據照明的位置和目的而定。

光源對于物體顏色呈現的程度稱為顯色性。通常叫做"顯色指數"(Ra)。顯色性是指事物的真實顏色(其自身的色澤)與某一標準光源下所顯示的顏色關系。Ra值的確定,是將DIN6169標準中定義的8種測試顏色在標準光源和被測試光源下做比較,色差越小則表明被測光源顏色的顯色性越好。

Ra值為100的光源表示,事物在其燈光下顯示出來的顏色與在標準光源下一致。

發光原理

LED(Light Emitting Diode),發光二極體,是一種固態的半導體器件,它可以直接把電能轉化為光能。LED的心髒是一個半導體的晶片,晶片的一端附著在一個支架上,是負極,另一端連線電源的正極,整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,在它裏面空穴佔主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子。但這兩種半導體連線起來的時候,它們之間就形成一個“P-N結”。當電流通過導線作用于這個晶片的時候,電子就會被推向P區,在P區裏電子跟空穴復合,然後就會以光子的形式發出能量,這就是LED發光的原理。而光的波長決定光的顏色,是由形成P-N結材料決定的。

LED

LED照明顏色

LED(LightingEmittingDiode)照明即是發光二極體照明,是一種半導體固體發光器件。它是利用固體半導體晶片作為發光材料,在半導體中通過載流子發生復合放出過剩的能量而引起光子發射,直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產品就是利用LED作為光源製造出來的照明器具。

照明原理

LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導體製成的,其核心是PN結。因此它具有一般P-N結的I-N特徵,即正向導通,反向截止、擊穿特徵。此外,在一定條件下,它還具有發光特徵。在正向電壓下,電子由N區註入P區,空穴由P區註入N區。進入對方區域的少數載流子(少子)一部分與多數載流子(多子)復合而發光。

LED優點

LED的內在特征決定了它具有很多優點,諸如:

體積小

LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環氧樹脂裏面,所以它非常小,非常輕。

耗電量低

LED耗電相當低,直流驅動,超低功耗(單管0.03-0.06瓦),電光功率轉換接近30%。一般來說LED的工作電壓是2-3.6V,工作電流是0.02-0.03A;這就是說,它消耗的電能不超過0.1W,相同照明效果比傳統光源節能近80%

使用壽命長

有人稱LED光源為長壽燈。它為固體冷光源,環氧樹脂封裝,燈體內也沒有松動的部分,不存在燈絲發光易燒、熱沉積、光衰等缺點,在恰當的電流和電壓下,使用壽命可達6萬到10萬小時,比傳統光源壽命長10倍以上。

高亮度、低熱量

LED使用冷發光技術,發熱量比普通照明燈具低很多。

環保

LED是由無毒的材料作成,不像熒光燈含水銀會造成污染,同時LED也可以回收再利用。光譜中沒有紫外線和紅外線,既沒有熱量,也沒有輻射,眩光小,冷光源,可以安全觸摸,屬于典型的綠色照明光源

堅固耐用

LED被完全封裝在環氧樹脂裏面,比燈泡和熒光燈管都堅固。燈體內也沒有松動的部分,使得LED不易損壞。

LED

多變幻

LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理,在電腦技術控製下使三種顏色具有256級灰度並任意混合,即可產生256×256×256=16777216種顏色,形成不同光色的組合變化多端,實現豐富多彩的動態變化效果及各種圖像。

​技術先進

與傳統光源單調的發光效果相比,LED光源是低壓微電子產品。它成功融合了電腦技術、網路通信技術、圖像處理技術、嵌入式控製技術等,所以亦是數位信息化產品,是半導體光電器件“高新尖”技術,具有線上編程、無限升級、靈活多變的特點。

LED 缺點

第一點 LED發光二極體已被全球公認為最高效的人造照明技術。雖然國內還有不少人在商家誤導下認為LED是用來替代LCD液晶的顯示技術,但實際上這種高能效照明技術從上世紀六七十年代就已經開始套用,如今從各種指示燈、路燈、節日彩燈再到筆記本、電視背光都在廣泛採用LED照明。由于其高能效,人們普遍認為用LED燈取代傳統的燈泡、熒光燈是一種非常環保的做法。

然而,近日由美國加州大學艾爾文分校進行的一項調查卻顯示,使用LED的環保功效很可能會被其包含的有毒物質所抵消。在該校社會生態學系和公共健康項目共同進行的這項研究中,他們分析了市場上常見的聖誕樹彩燈組中的紅色、黃色、綠色和藍色的LED燈,其中既包括高亮度LED,也包括低亮度產品。

結果顯示,這些LED燈中包含有銻、砷、鉻、鉛以及其他多種金屬元素。其中,部分LED燈的有毒元素含量已經超過了監管部門製定的標準。比如在低亮度紅色LED燈中,研究人員發現其鉛含量超標達到8倍,鎳含量也超標2.5倍。

實際上在美國加州法律中,絕大多數LED燈都已經被明確定義為有毒垃圾,如果使用普通填埋的辦法處理將會污染土壤和地下水。而如果LED燈破碎,還可能會對直接接觸的人體健康造成損害。但至今,無論各國政府還是民眾都對LED燈的環境和健康危險知之甚少。

該報告表示,LED中的砷、鉛、鎳和銅元素對人體和環境的影響最為嚴重,未來應當進行更為細致深入的調查,以促進政府對LED產品的安全使用和回收處理製定規範。簡單的說,大家應該清楚,雖然LED的能效非常高,但它絕非完全環保的選擇,隻是蘊含的潛在危險和其他照明技術不同罷了。

第二點 LED需要由于單個發光面比較窄,通常大規模集成線上路板上,形成一個比較大的發光源,由此會造成大量熱量積累,有時會擊穿電路板。所以LED燈的散熱一定要好。

第三點 人眼最不能接受的是藍光和UV光(即紫外線光),藍光殺傷人眼活性細胞的能力是綠光的10倍,而UV光殺傷人眼活性細胞的能力又是藍光的10倍,長期接觸大量低波長的藍光能大量殺傷人眼活性細胞,最終癌化形成斑塊。而LED白光形成主要是靠450-455NM波長藍光激發熒光粉,其中波長越低擊發能力越強,通常LED的波長出廠控製在500NM之內,即450-455NM,或455-460NM,屬于傷害最強的區段,如果波長變大,那麽激發熒光粉的能力就下降,效率降低。人們為了追求亮度,通常更會加強LED的藍光強度,點燈時間越久,熒光粉衰減越快,進而導致人眼接觸的藍光波段的光照越強烈,從而對人眼造成傷害。

所以LED燈具在道路交通的LED導航指示、LED路燈、LED台燈的使用上具有一定的不利因素,容易讓人在使用過程中產生頭暈眼花、不舒服的感覺,甚至長期使用會變成眼晴傷害,使得患眼病的機率會有所提高。

發展歷史

①1962年,GE、Monsanto、IBM的聯合實驗室開發出了發紅光的磷砷化鎵(GaAsP)半導體化合物,從此可見光發光二極體步入商業化發展進程。

②1965年,全球第一款商用化發光二極體誕生,它是用鍺材料做成的可發出紅外光的LED,當時的單價約為45美元。其後不久,Monsanto和惠普公司推出了用GaAsP材料製作的商用化紅色LED。這種LED的效率為每瓦大約0.1流明,比一般的60至100瓦白熾燈的每瓦15流明要低上100多倍。

③1968年,LED的研發取得了突破性進展,利用氮摻雜工藝使GaAsP器件的效率達到了1流明/瓦,並且能夠發出紅光、橙光和黃色光。

④1971,業界又推出了具有相同效率的GaP綠色晶片LED。

⑤到20世紀70年代,由于LED器件在家庭與辦公設備中的大量套用,LED的價格直線下跌。事實上,LED在那個時代主打市場是數位與文字顯示技術套用領域。

⑥80年代早期的重大技術突破是開發出了AlGaAsLED,它能以每瓦10流明的發光效率發出紅光。這一技術進步使LED能夠套用于室外信息發布以及汽車高位剎車燈(CHMSL)設備。

⑦1990年,業界又開發出了能夠提供相當于最好的紅色器件性能的AlInGaP技術,這比當時標準的GaAsP器件性能要高出10倍。

⑧今天,效率最高的LED是用透明襯底AlInGaP材料做的。在1991年至2001年期間,材料技術、晶片尺寸和外形方面的進一步發展使商用化LED的光通量提高了將近30倍。

⑨1994年,日大學部學家中村修二在GaN基片上研製出了第一隻藍色發光二極體,由此引發了對GaN基LED研究和開發的熱潮。1996年由日本Nichia公司(日亞)成功開發出白色LED。

⑩20世紀90年代後期,研製出通過藍光激發YAG熒光粉產生白光的LED,但色澤不均勻,使用壽命短,價格高。隨著技術的不斷進步,近年來白光LED的發展相當迅速,白光LED的發光效率已經達到38lm/W,實驗室研究成果可以達到70lm/W,大大超過白熾燈,向熒光燈逼近。

近幾年來,隨著人們對半導體發光材料研究的不斷深入,LED製造工藝的不斷進步和新材料(氮化物晶體和熒光粉)的開發和套用,各種顏色的超高亮度LED取得了突破性進展,其發光效率提高了近1000倍,色度方面已實現了可見光波段的所有顏色,其中最重要的是超高亮度白光LED的出現,使LED套用領域跨越至高效率照明光源市場成為可能。曾經有人指出,高亮度LED將是人類繼愛迪生發明白熾燈泡後,最偉大的發明之一。

LED套用

鑒于LED 的自身優勢,目前主要套用于以下幾大方面:

(1) 顯示屏、交通訊號顯示光源的套用LED 燈具有抗震耐沖擊、光回響速度快、省電和壽命長等特點,廣泛套用于各種室內、戶外顯示屏,分為全色、雙色和單色顯示屏,全國共有100 多個單位在開發生產。交通信號燈主要用超高亮度紅、綠、黃色LED,因為採用LED 信號燈既節能,可靠性又高,所以在全國範圍內,交通信號燈正在逐步更新換代,而且推廣速度快,市場需求量很大,是個很好的市場機會。

(2) 汽車工業上的套用汽車用燈包含汽車內部的儀表板、音響指示燈、開關的背光源、閱讀燈和外部的剎車燈、尾燈、側燈以及頭燈等。汽車用白熾燈不耐震動撞擊、易損壞、壽命短,需要經常更換。1987年,我國開始在汽車上安裝LED高位剎車燈。由于LED回響速度快, 可以及早提醒司機剎車,減少汽車追尾事故,在發達國家,使用LED製造的中央後置高位剎車燈已成為汽車的標準件,美國HP公司在1996年推出的LED汽車尾燈模組可以隨意組合成各種汽車尾燈。此外,在汽車儀表板及其他各種照明部分的光源,都可用LED燈來擔當,所以均在逐步採用LED 照明。我國汽車工業正處于大發展時期,是推廣LED 照明燈的極好時機。近幾年內會形成年產10億元的產值,5 年內會形成每年30 億元的產值。

LED

(3) LED背光源以高效側發光的背光源最為引人註目,LED作為LCD背光源套用,具有壽命長、發光效率高、無幹擾和性價比高等特點, 已廣泛套用于電子手表、手機、BP機、電子電腦和刷卡機上,隨著便攜電子產品日趨小型化,LED背光源更具優勢,因此背光源製作技術將向更薄型、低功耗和均勻一致方面發展。LED是手機關鍵器件,一部普通手機或小靈通約需使用10 隻LED器件,而一部彩屏和帶有照相功能的手機則需要使用約20 隻LED器件。現階段手機背光源用量非常大,一年要用35 億隻LED晶片。目前我國手機生產量很大,而且大部分LED背光源還是進口的,對于國產LED產品來說,這是個極好的市場機會。

(4)LED照明光源早期的產品發光效率低,光強一般隻能達到幾個到幾十個mcd,適用在室內場合,在家電、儀器儀表、通訊設備、微機及玩具等方面套用。目前隨著LED散熱技術的改進,LED光源替代白熾燈和熒光燈甚至是碘鎢燈、高壓鈉燈等大功率光源的替代趨勢已從局部套用領域開始發展。日本為節約能源,正在計畫替代白熾燈的發光二極體項目( 稱為" 照亮日本") ,頭五年的預算為50 億日元,如果LED替代半數的白熾燈和熒光燈,每年可節約相當于60 億升原油的能源, 相當于五個1.35 ×106kW 核電站的發電量,並可減少二氧化碳和其它溫室氣體的產生,改善人們生活居住的環境。我國也于2004 年投資50 億大力發展節能環保的半導體照明計畫。

(5) 其它套用例如一種受到兒童歡迎的閃光鞋,走路時內置的LED會閃爍發光,僅溫州地區一年要用5 億隻發光二極體;利用發光二極體作為電動牙刷的電量指示燈,據國內正在投產的製造商介紹, 該公司已有少量保健牙刷上市,預計批量生產時每年需要3 億隻發光燈;正在流行的LED聖誕燈,由于造型新穎、色彩豐富、不易碎破以及低壓使用的安全性,近期在香港等東南亞地區銷勢強勁,受到人們普遍的歡迎,正在威脅和替代現有電泡的聖誕市場。

LED

(6)家用室內照明的LED產品越來受人歡迎,LED筒燈,LED天花燈,LED日光燈,LED光纖燈已悄悄地進入家庭!

(7)led廣告宣傳車,從2010年起開始流入國內。LED移動廣告車(OMDM),Outdoor Mobile Direct Mail advertising 是近年LED行業興起後的伴生產物。是指由LED屏作為信息輸出設備,移動車身作為重體的廣告設備,自身可以變換位置,一般自帶發電機、音響、電腦等設備,屬于廣告車中的一種。

LED套用于路燈

一、優勢在于:

第一,LED作為點光源,如果設計合理,很大程度上可以直接解決傳統球狀光源必須依靠光發射來解決的二次取光及光損耗問題;

第二,對光照射面的均勻度可控,理論上可以做到在目標區域內完全均勻,這也能避免傳統光源“燈下亮”現象中的光浪費;

第三,色溫可選,這樣在不同場合的套用中,也是提高效率、降低成本的一個重要途徑;

第四,技術進步空間依然很大。

二、劣勢(影響路燈推廣套用的因素)有:

當前價格還太高,光通量低,當前同等照度設計的LED光源價格大約相當于傳統光源的4倍(不過在路燈產品中,光源部分佔總成本並不高,所以在工程安裝中的成本提高比例也不會太高,套用的空間還是比較大的),在民用中難以承受。當前設計和製造標準比較混亂,損壞比例高,影響了LED的壽命優勢。

LED套用的相關產品

1.LED景觀:LED硬燈條,LED柔性燈帶,LED數碼管,LED流星雨,LED投光燈,LED洗牆燈,LED點光源,LED吸頂燈,LED埋地燈,ED水下燈;

LED

2.LED室內:LED日光燈,LED射燈,LED球泡燈,LED天花燈,LED櫃台燈;

3.LED交通:LED路燈; 4.LED汽車燈飾;

5.LED廣告/指示:LED泛光燈;

6.LED顯示屏,LED等其它。

1、國內企業沒有核心技術

LED行業的上遊的絕大部分核心專利被國外的廠商所掌握。目前,我們沒有掌握核心技術,盡管我們LED套用產品製造能力在全球佔到50%,份額佔到50%,但利潤卻是最低的一環。

LED晶片隨工藝、數量成長採用更大尺寸晶圓片製作工藝,會不斷的降低成本,近年來每年在20%速度降低,LED晶片價格因數中,要將光效的提升也計入價格降低中,同樣的價格購買了更好的產品。LED照明燈具的成本主要在LED晶片,隻要晶片價格降下來,LED的流明單價能降到與現階段的節能燈相當,室內照明就自然遍地開花。LED晶片還大有降價空間。

2、LED套用產品散熱難

結構設計在燈具中大概佔20%,一直以來中國勤勞的人民都會定價很低,20%成本認為很合理,最大的問題是怎樣更有創新,設計更合理。

散熱成本要維持在5%,實際散熱設計很簡單,把住兩個方向:一是,LED晶片與外散熱器件路徑越短越好,越短你的散熱設計就越好;二是,散熱阻力,就是要有足夠的散熱傳導路徑同時也要有足夠的‘散熱道路’.這部分成本主要在結構,用于散熱成本並不多。

3、LED套用電源管理

電源是LED燈具最薄弱的環節,嚴重滯後LED燈具發展,品質有待提高。現在設計佔燈具成本的20%左右,有些高。隨著技術發展電源大概在5-10%最為合理。

LED成本高,其實是相對目前其他光源來說,作為20世紀90年代才發明藍光LED,從而導致LED白光得以實現的LED行業而言,其實現在的成本並不高。尤其是LED環保、節能、不含汞,而且每季度LED燈具的價格都在往下滑,相信一定可以在較短的時間內達到人們能夠接受的水準。 根據電網的用電規則和LED驅動電源的特徵要求,在選擇和設計LED驅動電源時要考慮到以下九大性能特點要求:

1.高可靠性 特別像LED路燈的驅動電源,裝在高空,維修不方便,維修的花費也大。

2.高效率 LED是節能產品,驅動電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內的結構,尤為重要。因為LED的發光效率隨著LED溫度的升高而下降,所以LED的散熱非常重要。電源的效率高,它的耗損功率小,在燈具內發熱量就小,也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。

3.高功率因素功率因素是電網對負載的要求。一般70瓦以下的用電器,沒有強製性指標。雖然功率不大的單個用電器功率因素低一點對電網的影響不大,但晚上大家點燈,同類負載太集中,會對電網產生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅動電源,據說不久的將來,也許會對功率因素方面有一定的指標要求。

4.驅動方式 現在通行的有兩種:其一是一個恆壓源供多個恆流源,每個恆流源單獨給每路LED供電。這種方式,組合靈活,一路LED故障,不影響其他LED的工作,但成本會略高一點。另一種是直接恆流供電,LED串聯或並聯運行。它的優點是成本低一點,但彈性差,還要解決某個LED故障,不影響其他LED運行的問題。這兩種形式,在一段時間內並存。多路恆流輸出供電方式,在成本和性能方面會較好。也許是以後的主流方向。

5.浪涌保護 LED抗浪涌的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶外,如LED路燈。由于電網負載的啓甩和雷擊的感應,從電網系統會侵入各種浪涌,有些浪涌會導致LED的損壞。因此LED驅動電源要有抑製浪涌的侵入,保護LED不被損壞的能力。

6.保護功能 電源除了常規的保護功能外,最好在恆流輸出中增加LED溫度負反饋,防止LED溫度過高。

7.防護方面 燈具外安裝型,電源結構要防水、防潮,外殼要耐曬。

8.驅動電源的壽命要與LED的壽命相適配。

9.要符合安規和電磁兼容的要求。

隨著LED的套用日益廣泛,LED驅動電源的性能將越來越適合LED的要求。

LED封裝技術

1.擴晶:把排列的密密麻麻的晶片弄開一點便于固晶。

2.固晶:在支架底部點上導電/不導電的膠水(導電與否視晶片是上下型PN結還是左右型PN結而定)然後把晶片放入支架裏面。

LED

3.短烤:讓膠水固化焊線時晶片不移動。

4.焊線:用金線把晶片和支架導通。

5.前測:初步測試能不能亮。

6.灌膠:用膠水把晶片和支架包裹起來。

7.長烤:讓膠水固化。

8.後測:測試能亮與否以及電性參數是否達標。

9.分光分色把顏色和電壓大致上一致的產品分出來。

10.包裝。

面臨的問題

在國家推動產業結構最佳化升級、培育新的產業成長點這一戰略任務的指導下,LED成為各地方政府的發展重點,東莞、惠州、佛山、深圳、大連、南昌、廈門等地方政府紛紛製定了產業發展戰略規劃,國內掀起了一股LED投資熱潮。作為佔據國內LED總產值的近半壁江山的廣東,在5月發布的《關于加快經濟發展方式轉變的若幹意見》中,將半導體照明(LED)產業列為廣東近期重點主抓的三大戰略性新興產業之一。LED產業在廣東已經形成了百舸爭流的局面。深圳、東莞、佛山都已經將LED產業列為支柱型產業發展。LED產業已經呈現出全面開花之勢。

國內LED企業迅速崛起並迅速擴大產能,為爭奪LED市場展開攻略。從國內LED產業龍頭企業三安光電到擴張產能的士蘭微再到半路出家的德豪潤達,LED產業熱潮幾乎席卷了整個行業,由于國內LED產品技術整體水準不高,國內企業普遍規模小、技術實力弱、產品檔次也比較低,LED市場競爭激烈,相關廠商爭打價格戰,同時LED產業內也出現了無序投資、惡性競爭等現象。從目前國內市場動態和LED產業結構分布來看,已經出現很嚴重的重復投資的問題。

另外,一些地方政府在發展經濟中有意將地方市場向在地企業開放,或者以投資換市場的方式鎖住地方市場,地方保護主義有抬頭趨勢。若不打破這種地方行政壁壘,必然帶來地區之間的產業項目趨同,直接加大產業泡沫,阻礙區域一體化發展進程。不同區域要突出不同特色,要避免為短期利益簡單重復建設,導致未來惡性競爭。

此外,中國的LED照明還存在一系列其它問題,例如中國目前還沒有LED燈具國家標準,隻有一些地方的標準;我國本土LED燈具造型創新設計能力明顯不足等。要解決好這些問題,才能使LED產業發展更加健康,LED產品才能更適應大眾的需要。市場主導是LED照明產業可以長期健康發展的基礎,政府要在政策、法規、研發投入、套用示範和標準等多方面來引導和扶持,全國一盤棋,整體規劃,才能引導LED產業持續健康發展。

LED與LED可見光通訊技術

既然高功率 LED 即將成為下一代固態照明(SSL)的主力,電子產業界也浮現了更為大膽的新思維。也就是舍棄擁擠不堪的射頻頻寬,改用速度快到人眼難以辨識的LED切換方式來傳送資料,這樣的方式便稱為LED可見光通訊 (VLC)。透過先進的技術支援,每一種新的LED燈具都能以有線方式接取骨幹網路,使不同設備間可實現無所不在的無線通訊,且不會增加現有射頻頻寬的負擔。這種LED可見光通訊傳輸技術多採用白光LED ,因為白光LED特點為快速反應,能作為可見光通訊技術的基礎。LED可見光傳輸技術是利用螢光燈或是白光LED等室內照明設備,發出肉眼無法察覺的高速明暗閃爍訊號,以無線方式來傳輸資料。採用可見光是因為其波長範圍大,可透過設計將可見光訊號透過不同波長傳輸。而研發人員也會測試不同光波長,利用構成白光的不同色彩,對多條資料流進行編碼內容的研發。

LED可見光通訊技術的優點,在於可避免一般WLAN或高頻無線傳輸的電磁波,對人體與周邊電子設備造成幹擾的影響,並可取代無線基地台,同時具備安全性高的特點。目前許多業界、標準組織,或者得到政府資助的計畫都開始研發LED可見光通訊,其前景十分被看好。畢竟僅傳統照明市場的規模便達到數兆美元,未來過渡到固態照明市場,其商機十分可觀。

LED的重要參數釋疑

1.正向工作電流If:

它是指發光二極體正常發光時的正向電流值。在實際使用中應根據需要選擇IF在0.6·IFm以下。

2.正向工作電壓VF:

參數表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在IF=20mA時測得的。發光二極體正向工作電壓VF在1.4~3V。在外界溫度升高時,VF將下降。

3.V-I特徵:

發光二極體的電壓與電流的關系,在正向電壓正小于某一值(叫閾值)時,電流極小,不發光。當電壓超過某一值後,正向電流隨電壓迅速增加,發光。

4.發光強度IV:

發光二極體的發光強度通常是指法線(對圓柱形發光管是指其軸線)方向上的發光強度。若在該方向上輻射強度為(1/683)W/sr時,則發光1坎德拉(符號為cd)。由于一般LED的發光強度小,所以發光強度常用燭光(坎德拉, mcd)作單位。

5.LED的發光角度:

-90°- +90°

6.光譜半寬度Δλ:

它表示發光管的光譜純度。

7.半值角θ1/2和視角:

θ1/2是指發光強度值為軸向強度值一半的方向與發光軸向(法向)的夾角。

8.全形:

根據LED發光立體角換算出的角度,也叫平面角。

9.視角:

指LED發光的最大角度,根據視角不同,套用也不同,也叫光強角。

10.半形:

法向0°與最大發光強度值/2之間的夾角。嚴格上來說,是最大發光強度值與最大發光強度值/2所對應的夾角。LED的封裝技術導致最大發光角度並不是法向0°的光強值,引入偏差角,指得是最大發光強度對應的角度與法向0°之間的夾角。

11.最大正向直流電流IFm:

允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極體。

12.最大反向電壓VRm:

所允許加的最大反向電壓。超過此值,發光二極體可能被擊穿損壞。

13.工作環境topm:

發光二極體可正常工作的環境溫度範圍。低于或高于此溫度範圍,發光二極體將不能正常工作,效率大大降低。

14.允許功耗Pm:

允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值,LED發熱、損壞。

LED焊接技術要求及操作註意事項

1、生產時一定要戴防靜電手套,防靜電手腕,電烙鐵一定要接地,嚴禁徒手觸摸白光LED的兩隻引線腳。因為白光LED的防靜電為100V,而在工作台上工作濕度為60%-90%時人體的靜電會損壞發光二極體的結晶層,工作一段時間後(如10小時)二極體就會失效(不亮),嚴重時會立即失效。

2、焊接溫度為260℃,3秒。溫度過高,時間過長會燒壞晶片。為了更好地保護LED,LED膠體與PC板應保持2mm以上的間距,以使焊接熱量在引腳中散除。

3、LED的正常工作電流為20mA,電壓的微小波動(如0.1V)都將引起電流的大幅度波動(10%-15%)。因此,在電路設計時應根據LED的壓降配對不同的限流電阻,以保證LED處于最佳工作狀態。電流過大,LED會縮短壽命,電流過小,達不到所需光強。 一般在批量供貨時會將LED分光分色,即同一包產品裏的LED光強、電壓、光色都是的,並在分光色表上註明。

LED透鏡填充矽膠過程

3.1 基材表面應該清潔幹燥。可以加熱去除基材表面的濕氣;可以用石腦油、甲基乙基酮肟(MEK)或其它合適的溶劑清洗基材表面。不應該使用對基材有溶解或腐蝕的溶劑,不應該使用有殘留的溶劑。

3.2 按照推薦的混合比例——A:B = 1:1(重量比),準確稱量到清潔的玻璃容器中,並充分混合均勻。使用高速的攪拌設備混合時,高速攪拌產生的熱量有可能使膠的溫度升高,從而縮短使用時間。

3.3 在10mmHg的真空下脫出氣泡。一般在分配封裝材料之前脫出氣泡。根據需要在分配後也可以增加脫氣泡的程式。

3.4 為保證膠料的可操作性,A、B混合後請在60分鍾內用完。

3.5 最佳固化條件為在25℃下固化,3-4小時開始固化,完全固化需要24小時;亦可在50℃加熱60min固化。當固化溫度低于25℃時,適當延長固化時間或者提高固化溫度有助于產品的完全固化。

LED產業鏈構成

SMD封裝LED使用註意事項

一、存放條件:

1、鋁防潮袋于開封後請勿于以上提及的環境外完成焊接。

萬一餘下示經使用的LED,請以含矽膠凝體的密封容器儲存,又或是放回鋁防潮袋再次密封。

2、如超過儲存期限請進行烘烤處理。于存放期間,若發現袋內的矽膠凝體變成藍色,同樣請先進行烘烤,烘烤的次

數不可以超過1次。

3、LED封裝部份所吸收的水分,因焊接的熱而膨脹有可能造成介面剝離,光衰等現象。故此,我們採用可將吸濕量

控製在最低限度的防潮鍛。

4、LED到裝的內部或者外側均有鍍銀的金屬部份。

如周邊空氣中含有腐蝕性氣體會使電鍍表面變質,影響焊接性及光學特徵故請將LED存放于密封容器內。

5、于產品其他部分使用的材料(如包裝、膠水等),請避免使用含有硫黃成份的物料以免影響電度表面。

6、除了紙箱,橡膠等等以外,大氣中也可能會有微量的腐蝕性氣體存在。

另外,樹脂裏亦可能會有會影響電鍍表面的鹵素系物質,必須加以註意。

7、電鍍表面于焊接後,或產品組裝後,同樣會受到周邊材料產生的或外部浸入的氣體影響,請于產品設計時留意。

8、防滲物料建議使用矽橡膠類的。但是,矽由于加熱後,會釋出具揮發性的矽氧烷。如附于周邊材料上,可能會有所影響,故請于選擇矽橡膠時註意。

9、急劇的溫度變化會引起結露,請于溫度較穏定的環境下儲存。

二、使用方法:

1、請在設計電路時不要超過各LED的最大額定規格。建議對各LED分別進行恆流驅動。

2、請以正向電流使用本產品。于非亮燈時請勿施加電壓,特別是逆向電壓可能會引至遷移現象,請極力避免。請使用不小于標準電流之百分之十來驅動各LED產品以確保其穏定性。

3、于室外使用的情況下,請務必進行足夠的防水,防濕以及鹽害等對策。

三、使用時註意事項

1、請勿徒手使用本產品,有可能會弄污表面,影響其光學特徵。也可能造成變型或引到內部斷線。

2、使用鑷子時請勿對產品造成過大壓力。有可能會令樹脂刮花,剝落,或使產品變形,內部斷線等,可能引致死燈。

3、跌落可能會使LED變形,請多加註意。

4、使用自動組裝機時,請避免直接接觸到封裝樹脂部份,並請使用本公司建議使用的吸嘴。

5、組裝時請勿直接吸啜封裝樹脂部份。樹脂表面變形可能會使內部發生斷線從而引致死燈。

6、利用旋轉頭型的貼片機來進行貼片可能會發生移位,請于生產前確認是否有問題。

7、焊接後請勿疊置基板。焊接後將基板疊置,基板對樹脂部分的沖擊可能使樹脂部份受損,剝落,變形或斷線,從而導致死燈。

內容

LED產業鏈大致可以分為五個部分。一、原材料。二、LED上遊產業,主要包括外延材料和晶片製造。三、LED中遊產業,主要包括各種LED器件和封裝。四、LED下遊產業,主要包括各種LED的套用產品產業。五、測試儀器和生產設備。

關于LED上遊、中遊和下遊產業,下面將有詳細介紹這裏重點介紹原材料產業和測試儀器和生產設備產業。

LED發光材料和器件的原材料包括襯底材料砷化鎵單晶、氮化鋁單晶等。它們大部分是III-V族化合物半導體單晶,生產工藝比較成熟,已有開啓即用的拋光征供貨。其他原材料還有金屬高純鎵,高純金屬有機物源如三甲基鎵、三乙基鎵、三甲基銦、三甲基鋁等,高純氣體氨、氮、氫等。原材料的純度一般都要在6N以上。封裝材料有環氧樹脂、ABS、PC、PPD等。

外延材料的測試儀器主要有x射線雙晶衍射儀,熒光譜儀、盧瑟福背散射溝道譜儀等。晶片、器件測試儀器主要有LED光電特徵測試儀,光譜分析儀等,主要測試參數為正反向電壓、電流特徵、法向光強、光強角分布、光通量、峰值波長、主波長、色游標、顯色指數等。生產設備則有MOCVD設備、液相外延爐、鍍膜機、光刻機、等離子清洗機、劃片機、全自動固晶機、金絲球焊機、矽鋁絲超聲壓焊機、灌膠機、真空烘箱、晶片計數儀、晶片檢測儀、倒膜機、光色電全自動分選機等。景觀照明市場:包括建築裝飾、室內裝飾、旅遊景點裝飾等,主要用于重要建築、街道、商業中心、名勝古跡、橋梁、社區、庭院、草坪、家居、休閒娛樂場所的裝飾照明,以及集裝飾與廣告為一體的商業照明。 汽車市場:車用市場是LED運用發展最快的市場,主要用于車內的儀表盤、空調、音響等指示燈及內部閱讀燈,車外的第三剎車燈、尾燈、轉向燈、側燈等。 背光源市場:LED作為背光源已普遍運用于手機、電腦、手持掌上電子產品及汽車、飛機儀表盤等眾多領域。

套用

交通燈市場:由于紅、黃、綠光LED有亮度高、壽命長、省電等優點,

特殊工作照明和軍事運用:由于LED光源具有抗震性、耐候性、密封性好,以及熱輻射低、體積小、便于攜帶等特點,可廣泛套用于防爆、野外作業、礦山、軍事行動等特殊工作場所或惡劣工作環境之中。

上海世博會上,中科院展出了一盞面板普通,發著柔和燈光的LED台燈,這盞“神燈”雖然不會讓你家財萬貫,夢想成真,但是卻可以在它燈光的照耀下通過一個小小的接收裝置就可以讓你的筆電輕松連入網際網路,不需要網線,也不需要無線網卡

那這種技術是怎樣實現的呢?

我們都知道筆記本上高清晰的影片節目,超連結下一張張的網頁,下載的各種應用程式其中都包括了海量的資料,為了使電磁波能夠傳遞資料,就要讓電磁波的強度隨著時間不斷變化,以代表不同的信息,這樣的過程稱為“調製”。無線電波可以通過一定的電路對它們進行快速的調製,可是對于以前的電燈來講,卻是不容易的。近些年來普遍使用的LED(發光二極體)燈就不同了,可以通過調節發光二極體兩端的電壓迅速調節燈的亮度,世博會上展示的LED燈每秒可以“閃爍”達200萬次,提供的網速甚至足以超過現有的無線上網。在接受的一端,筆記本上的光電轉換器會把變化的光線源源不斷地轉換成電信號,經過進一步處理變為一張張我們可以流覽的網頁。電腦的資料也可以通過接收器上的紅外LED燈發射出來,傳送給控製器

LED相關

LED設計理念

LED的出現打破了傳統光源的設計方法與思路,目前有兩種最新的設計理念。

LED

1.情景照明:是2008年由飛利浦提出的情景照明,以環境的需求來設計燈具。情景照明以場所為出發點,旨在營造一種漂亮、絢麗的光照環境,去烘托場景效果,使人感覺到有場景氛圍。

2.情調照明:是2009年由凱西歐提出的情調照明,以人的需求來設計燈具。情調照明是以人情感為出發點,從人的角度去創造一種意境般的光照環境。情調照明與情景照明有所不同,情調照明是動態的,可以滿足人的精神需求的照明方式,使人感到有情調;而情景照明是靜態的,它隻能強調場景光照的需求,而不能表達人的情緒,從某種意義上說,情調照明涵蓋情景照明。情調照明包含四個方面:一是環保節能,二是健康,三是智慧型化,四是人性化。

LED的發光原理

發光二極體是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導體製成的,其核心是PN結。因此它具有一般P-N結的I-N特徵,即正向導通,反向截止、擊穿特徵。此外,在一定條件下,它還具有發光特徵。在正向電壓下,電子由N區註入P區,空穴由P區註入N區。進入對方區域的少數載流子(少子)一部分與多數載流子(多子)復合而發光。

LED

假設發光是在P區中發生的,那麽註入的電子與價帶空穴直接復合而發光,或者先被發光中心捕獲後,再與空穴復合發光。除了這種發光復合外,還有些電子被非發光中心(這個中心介于導帶、介帶中間附近)捕獲,而後再與空穴復合,每次釋放的能量不大,不能形成可見光。發光的復合量相對于非發光復合量的比例越大,光量子效率越高。由于復合是在少子擴散區內發光的,所以光僅在靠近PN結面數μm以內產生。

理論和實踐證明,光的峰值波長λ與發光區域的半導體材料禁頻寬度Eg有關,即

λ≈1240/Eg(nm)

式中Eg的單位為電子伏特(eV)。若能產生可見光(波長在380nm紫光~780nm紅光),半導體材料的Eg應在3.26~1.63eV之間。比紅光波長長的光為紅外光。現在已有紅外、紅、黃、綠及藍光發光二極體,但其中藍光二極體成本、價格很高,使用不普遍。

LED分類

1、按發光管發光顏色分

按發光管發光顏色分,可分成紅色、橙色、綠色(又細分黃綠、標準綠和純綠)、藍光等。另外,有的發光二極體中包含二種或三種顏色的晶片。

根據發光二極體出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色,上述各種顏色的發光二極體還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發光二極體適合于做指示燈用。

2、按發光管出光面特征分

按發光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發光管、側向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發光二極體記作T-1;把φ5mm的記作T-1(3/4);把φ4.4mm的記作T-1(1/4)。

由半值角大小可以估計圓形發光強度角分布情況。

從發光強度角分布圖來分有三類:

(1)高指向性。一般為尖頭環氧封裝,或是帶金屬反射腔封裝,且不加散射劑。半值角為5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或與光檢出器聯用以組成自動檢測系統。

(2)標準型。通常作指示燈用,其半值角為20°~45°。

(3)散射型。這是視角較大的指示燈,半值角為45°~90°或更大,散射劑的量較大。

3、按發光二極體的結構分

按發光二極體的結構分有全環氧包封、金屬底座環氧封裝、陶瓷底座環氧封裝及玻璃封裝等結構。

4、按發光強度和工作電流分

按發光強度和工作電流分有普通亮度的LED(發光強度10mcd);把發光強度在10~100mcd間的叫高亮度發光二極體。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA,而低電流LED的工作電流在2mA以下(亮度與普通發光管相同)。

除上述分類方法外,還有按晶片材料分類及按功能分類的方法。

發展趨勢

國際LED照明巨頭加速搶攻

國際LED照明巨頭飛利浦、東芝已領先業界成功開發出800流明LED球泡燈,並且正在積極研發1000流明以上LED球泡燈。800流明LED球泡燈、每1美元達1000流明的封裝、高電壓LED以及增加紅光的暖白光LED是大勢所趨,將成為LED晶片商著力耕耘的技術重點。 現階段,眾多LED晶片商正嘗試增加AIGalnP當中的紅光LED實現高演色性,相較于藍光LED混合螢光粉的暖白光方案演色性達82%,混合紅光LED的暖白光演色性可高達90%,因此將成為市場主流。 此外,高電壓LED主要瞄準室內照明,有利于簡化LED與電源轉換器的設計。相較于直流方案,高電壓方案可減少發光效率下降,且採用更高效率的驅動器,加上不會出現交流電方案的故障弊病,以及製造成本低和生產容易性,將成為最容易達成高性價比LED燈泡的方案,成為LED晶片商群起爭奪的市場。

上下遊企業聯手謀發展 。

晶元光電是我國台灣地區專業生產超高亮度LED磊晶片及晶粒的上市公司,自有金屬有機氣相沉積(MOCVD)技術,是目前全球LED外延級晶片的主要製造商,擁有完整的LED晶片產品智慧產權。 近日,陽光照明宣布計畫以不低于19.24元/股的價格定向增發不超過4800萬股,募資9.18億元,其中LED節能照明產品項目計畫佔用4.19億元,該公司控股股東世紀陽光已明確表示不參與此次認購。 陽光照明認為,此項合作充分發揮了陽光照明與晶元光電各自的優勢,實現了LED照明產業鏈上下遊之間的強強合作與優勢互補,為雙方共同加快LED照明市場發展、提升LED照明市場份額創造了有利條件。

白光LED器件項目獲財政資助

該計畫相當于鼓勵國內現有的LED製造商擴大產能,這也將導致許多新的競爭者出現。來自我國台灣地區以及韓國的LED廠商也在積極進入中國大陸市場,成為推動產能增加的因素。 照明市場最先激活的是戶外大角度照明,例如路燈、廣告牌燈等。室內照明首先激活的將是長效照明套用,包括隧道、超市、廠房、商場、辦公樓。預計到2011年年底,大部分的商業照明市場將被激活。家庭照明則主要是高端客戶,集中在公寓、別墅等高檔住宅。 新力光源總工程師羅文正認為,由于LED產品和技術趨向雷同,在未來的3-5年中,LED照明產品將逐步規範化、標準化,成為常規產品,而這段時間內也將逐步迎來LED行業的大洗牌。屆時LED行業將與其他行業一樣,有品牌、有技術、有資本實力的企業將會立足LED業界,而一些低端、雜牌企業隻能在狹縫中生存。當然也有一部分企業走狹窄市場路線,以小市場大份額獲取生存發展空間。

細分市場決勝在終端

相對于傳統燈飾產品而言,在未來一定時期,LED產業發展格局將保持平穩,仍以渠道為王,這是整個燈飾行業發展的必然趨勢。當一個行業發展到一定階段,洗牌就是一次提升。對于一個企業來說也如此,發展到一定規模的企業再往上走就會遇到各種各樣的瓶頸。分析人士認為,目前國內LED企業是在政府鼓勵扶持下,通過北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會、深圳大運會和“十城萬盞”等獲得了快速發展。而接下來LED照明要作為新的節能光源,快速被消費者認同,進入尋常百姓家,亟待突破的瓶頸是產品門類、規格、價格、品牌、行銷模式、渠道建設等。 

市場產值

以LED照明套用為節能優選的趨勢已經非常明顯,LED具有能源轉換效率高、壽命長、節能環保等諸多優點。與白熾燈、熒光燈相比,節電效率可達70%以上。預計未來幾年LED照明套用仍將是成長最快的套用領域,並將成為帶動整個LED行業發展的關鍵要素。不過到目前為止,成本偏高仍製約著LED照明量化生產和民用普及。

LEDLED

2012年LED照明市場滲透率將低于10%,不過2012年仍將成為LED照明起飛元年,預計最快2012年第三季將有望看到LED照明市場明顯放大。到2015年,LED在國內照明市場的產值滲透率將達到1/4。

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