三大層面淺談LED照明技術

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-10-16

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 如果從LED照明技術的發展來看，可以從三個方面來講，一個是芯片層面，一個是封裝層面，一個是應用層面。芯片層面主要關注LED的制成技術;封裝層面主要是如何把LED芯片轉換成可以用來照明的燈珠或是光源;LED應用層面技術發展相對復雜，主要包括電子控制技術的發展、新型材料的發展和使用，環境照明質量評價技術的發展和完善。

 

芯片層面

　

一直以追求高的發光效率為LED芯片技術發展的動力。倒裝技術是目前獲取高效大功率LED芯片的主要技術之一，襯底材料中藍寶石和與之配套的垂直結構的激光襯底剝離技術(LLO)和新型鍵合技術仍將在較長時間內占統治地位。

 

但在不久的將來，采用金屬半導體結構，改善歐姆接觸，提高晶體質量，改善電子遷移率和電注入效率，同時通過LED芯片外形表面粗化和光子晶體，高反射率鏡面，透明電極改善提取光效率， LED置換工程，那時白光LED的總效率可達到52%。

 

隨著LED光效的提高，一方面芯片越做越小， LED置換工程，在一定大小的外延片上可切割的芯片數越來越多，從而降低單顆芯片的成本，恒光電器,照亮您的生活，另一方面單芯片功率越做越大，如現在是3W，將來會往5W、10W發展。這對有功率要求的照明應用可以減少芯片使用數，企業資訊，降低應用系統的成本。

 

總之，倒裝法、高電壓、硅基氮化鎵仍將是半導體照明芯片的發展方向。

　　

 

封裝層面

 

芯片級封裝、LED燈絲封裝、高顯色指數及廣色域將是未來封裝工藝的發展趨勢。采用透明導電膜、表面粗化技術、DBR反射器技術來提升LED燈珠的光效正裝封裝仍然是技術主流;同時倒裝結構的cob/COF技術也是封裝廠家關注的重點，集成封裝式光引擎將會成為下一季研發重點。

　　

去電源方案(高壓LED)，COB/COF應用的普及：在成本因素驅動下，去電源方案逐步成為可接受的產品，而高壓LED充分迎合了去電源方案，商業照明燈具，但其需要解決的是芯片可靠性。憑借低熱阻、光型好、免焊接以及成本低廉等優勢，COB應用在今后將會得到廣泛普及。

　　

另外，中功率將成為主流封裝方式，目前市場上的產品多為大功率LED產品或是小功率LED產品，它們雖各有優點，但也有著無法克服的缺陷，而結合兩者優點的中功率LED產品應運而生。

　　

還有就是新材料在封裝中的應用。耐高溫、抗紫外以及低吸水率等更高環境耐受性的材料，如熱固型材料EMC、熱塑性PCT、改性PPA以及類陶瓷塑料等將會被廣泛應用。

 

對于光品質的需求，針對室內照明方面，LED顯色指數CRI 以80為標準，以90+為目標，盡量使照明產品的光色接近普朗克曲線，這樣才能改善LED的光品質，今后室內照明也將更關注光的品質。

　　

通過優化LED封裝技術，光效進一步提高，目前已經超過200lm/W，遠高于其他大量使用的傳統光源。LED燈珠的散熱性能將進一步改善，可靠性進一步提高，燈珠的壽命也會進一步延長，從而光色品質進一步提高，最終人眼舒適度達到進一步改善。

　　

 

LED應用研發層面

 

目前應用廠家主要通過采用新型散熱材料、先進光學設計與新型光學材料應用等手段實現LED照明產品的成本優化，同時并保證產品性能。

 

但在將來，LED照明應用廠家將重點關注這些點：

1、 基于應用場景要求的可互換LED光引擎技術;

2、基于物聯網平臺的LED智能照明系統架構技術;

3、基于可靠性設計的LED照明燈具開發，設計，使用周期內保持顏色/亮度一致性的高性能LED照明燈具開發;

4、基于大面積高效漫射擴散板技術的燈具開發;

5、在線光環境體驗的照明系統解決技術和服務系統;

6、LED光源的色彩豐富特性，這使得情景照明也將是LED照明的核心競爭力。

　　

傳統照明燈具都是圍繞光源形狀尺寸來設計的，尺寸固定。

 

而LED照明燈具的特點是：

燈具形狀自由，外觀創意;

燈具尺寸自由，大小靈活;

燈具光量自由，按需照明;

燈具光譜自由，光色靈動;

燈具位置自由，安裝隨意。

 

未來LED燈具形狀將不再局限于傳統燈具的形狀，而傾向于形狀自由化和隱藏性。形狀自由一方面滿足個性需求，另一方面則可作為裝飾品進行點綴;而LED的隱藏性將以嵌入式的形式讓照明燈具隱藏起來但又無處不在。

 

同時LED照明產品實現光照流明隨意控制，不再局限于某一區域某一情景中固定的瓦數，這將是一個極大的技術進步。

　　

 

智能照明：未來發展趨勢

　

智能照明是指利用智能客戶端進行信息收集、處理和操控，LED照明企業，通過對燈光進行亮度調節、燈光開關機分布控制、光譜調節控制、場景設置等功能，達到安全、節能、健康、舒適等特點。

 

智能照明技術的特點包括分布式、遙控遙測、開放式、兼容性、互動性等。

 

要達到智能照明，LED燈管，需要具備客戶端智能操作技術和數據采集技術、互聯網數據傳輸技術、云端大數據管理分析技術、客戶在線體驗的情境照明技術，只有以這些技術為基礎，才能真正實現智能照明。

 

未來對智能化照明的的要求就是個性化展示、簡易操控、情緒感應。

 

家居照明因其照明需求較為簡單，商業照明燈具，較易操控，因此智能LED照明會從這里出發。但隨著技術的發展，未來即使在公共場合，車間照明，也需一個良好的照明系統，比如戶外景觀照明對智能化的需求就非常高，但技術難以滿足需求。

 

如何突破戶外照明、商業照明等公共場所智能照明的技術瓶頸、價格障礙也已經成為亟待解決的問題。

　　

 

智能化是未來生活的必然趨勢。LED燈具智能化只是各種家居設備智能化的一小部分，企業必須要通過技術研發讓燈具變得智能與多樣，以迎合客戶的個性化需求。但是目前智能照明技術由于成本過高、產品匹配性較差等問題，致使LED智能照明產品無法普及。

 

隨著技術改進、產品性能趨向穩定、成本降低，智能化LED燈具肯定會廣泛流通于市場。LED企業是否掌握了智能照明技術，并且設計出迎合市場需求的產品和智能控制系統，在很大程度是決定了該企業能否長期發展。

　　

從使用場景來看，場景不同，照明需求也不一樣。LED室內照明作為LED照明的“一支洪流”，其發展經歷三個主要階段：

　　

一、完善產品性能。

在這一階段LED企業著重提高產品效能，保證LED產品的照明質量，LED照明企業，諸如提高LED光源、MR16燈杯及LED模組等產品的效能;

　　

二、優化成本。

這個階段，企業要盡量縮短產品回收周期，增加自身產品容量，通過提升產品研發技術，從而生產出為客戶所接受的高性價比的產品;

　　

三、引領光的數字化。

室內照明的質量有三個重要的衡量指標：物理指標、生理指標和心理指標。不同的光照環境會影響消費者的心跳、血壓等生理指標，從而影響到消費者的心理舒適度。在照明應用上，生理指標和心理指標更為重要。

 

未來的室內照明將不會太關注光效，照明方案，而會更注重光的品質， led亮化工程公司，更關注客戶的情感體驗，通過對光的感悟營造出愉悅環境，還有不同觀察方向的燈具色差。LED產品本身色差和色漂、頻閃都會影響室內照明效果。