白光LED将引发照明技术革命浪潮
全球白光LED研制进展:白光LED分单芯片、双芯片、三芯片和四芯片,以下将按这一分类介绍:
一、 单芯片LED
InGaN(蓝)/YAG荧光粉
这是一种目前较为成熟的产品,其中1W和5W的Lumileds已有批量产品。这些产品采用芯片倒装结构,提高发光效率和散热效果。荧光粉涂覆工艺的改进,可将色均匀性提高10倍。实验证明,电流和温度的增加使LED光谱有些蓝移和红移,但对荧光光谱影响并不大。寿命实验结果也较好,Φ5的白光LED在工作1.2万小时后,光输出下降80%,而这种功率LED在工作1.2万小时后,仅下降10%,估计工作5万小时后下降30%。
InGaN(蓝)/红荧光粉+绿荧光粉
Lumileds公司采用460nmLED配以SrGa2S4:Eu2+(绿色)和SrS:Eu2+(红色)荧光粉,色温可达到3000K-6000K的较好结果,Ra达到82-87,较前述产品有所提高。
InGaN(紫外)(红+绿+蓝)荧光粉
Cree、日亚、丰田等公司均在大力研制紫外LED。Cree公司已生产出50mW、385nm—405nm的紫外LED;丰田已生产此类白光LED,其Ra大于等于90,但发光效率还不够理想;日亚于最近制得365nm、1mm、4.6V、500mA的高功率紫外LED,如制成白色LED,会有较好效果。2
二、 双芯片LED
可由蓝LED+黄LED、蓝LED+黄绿LED以及蓝绿LED+黄LED制成,此种器件成本比较便宜,但由于是两种颜色LED形成的白光,显色性较差,只能在显色性要求不高的场合使用。
三、 三芯片(蓝色+绿色+红色)LED
Philips公司用470nm、540nm和610nm的LED芯片制成Ra大于80的器件,色温可达3500K。如用470nm、525nm和635nm的LED芯片,则缺少黄色调,Ra只能达到20或30。
采用波长补偿和光通量反馈方法可使色移动降到可接受程度。美国TIR公司采用Luxeon RGB器件制成用于景观照明的系统产品,用Lumileds制成液晶电视屏幕(22英寸),产品的性能都不错。
四、 四芯片(蓝色+绿色+红色+黄色)LED
采用465nm、535nm、590nm和625nm LED芯片可制成Ra大于90的白光LED。
此外,Norlux公司用90个三色芯片(R、G、B)制成10W的白光LED,每个器件光通量达130lm,色温为5500K。
目前,白光LED技术主要有三种:
一是利用三基色原理将红、绿、蓝三种超高亮度LED混合成白光;
二是用InGaN蓝色LED管芯上加少量钇铝石榴石为主的荧光粉;
三是用紫外光LED激发三基色荧光粉或其他荧光粉,产生多色光混合成白光;
三种技术均已实现产业化,后两种技术发展较快。由此制造出的半导体灯小巧、可靠、寿命长、低压、节能、无污染,堪称绿色光源,是照明方式的一次革命。白光LED与白炽灯相比可节省80%~90%的电能,且寿命可超过10万小时。目前主要问题是芯片成本高,但从电子产品性价比发展规律看,半导体LED进入普通家庭已为期不远了。目前,高性能LED广泛用于一些特殊场所,如军用装置、矿山、潜水、探险等行业。可以肯定地说,高性能LED正在成为一种极有竞争力的新型光源,它的商业化必将带来照明技术的一场革命。
白光LED市场规模概况:
LED的最大潜在应用是普通照明。随着技术的进步,高亮度白光LED正在一步步进军潜力巨大的灯光照明市场。根据FrostSullivan的统计,当前全球照明市场的年均增长率约为5.5%,2000年仅白炽灯、荧光灯的市场规模就达45亿美元。LED业界一般认为,白光LED照明市场可望在2010年左右趋于成熟。预计未来几年内,高亮度LED对全球照明工业将造成巨大的冲击。
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