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  • LED光源在照明領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用探討分析

    作者:佚名 來源:網(wǎng)絡(luò) 時(shí)間:2012-09-19 00:36 閱讀:2470 [投稿]
    本文將討論急需解決的主要技術(shù)問題,歸結(jié)為“三高一低”,即高光效、高顯色性、高可靠和低成本的技術(shù)問題,實(shí)現(xiàn)低成本其實(shí)質(zhì)上也是技術(shù)問題。

    目前全世界很多有實(shí)力的公司正在研發(fā)在8″硅片上直接生長GaN,并取得可喜成果。最近歐司朗發(fā)布在6″硅片上生長GaN芯片,面積1mm2,在350mA下,色溫4500K時(shí),光效可達(dá)127lm/W,需2年后投放市場。估計(jì)采取該方法生產(chǎn)可降低芯片成本50%。

    開發(fā)同質(zhì)廣義外延,采用HVPE液相外延生長GaN襯底。在此生長GaNLED產(chǎn)品,既能提高LED性能,又能大幅度降低外延芯片成本,采用該方法生產(chǎn),可大幅度縮短外延生長時(shí)間,同時(shí)可以大量節(jié)省MO源,據(jù)估算可降低芯片成本50%。

    LED器件采用大電流密度下工作,如面積為1mm2芯片,一般工作電流是350mA,國外幾家大公司均已開發(fā)可提供工作電流在1~2A下工作的功率LED器件,這樣用一只芯片可獲光通量達(dá)400~500lm,當(dāng)然會(huì)損失部分光效,他們已經(jīng)較好地解決了Droop現(xiàn)象,在獲得同樣光通量下,可較大降低芯片成本。

    2.封裝環(huán)節(jié)降低成本的方法探討

    半導(dǎo)體照明所用的光源將采用COB及模塊封裝形式,這樣將極大地降低LED光源封裝成本。

    LED光源采用COB封裝形式,目前主要是采用中功率多芯片、矩陣式集成封裝,號稱第三代COB封裝形式,且有很多不同的結(jié)構(gòu)類型,如MCOB、COFB、MCOMB等,并可降低封裝成本30%,目前國內(nèi)已開發(fā)一種球泡燈,采用9只中功率芯片集成COB封裝,體積小、不帶散熱片,功率為7W,光通量可達(dá)500~700lm,其成本只有16元。

    模塊化標(biāo)準(zhǔn)封裝LED產(chǎn)品,這將是半導(dǎo)體照明光源的發(fā)展方向。它是將芯片、驅(qū)動(dòng)、控制部分、散熱、零件等封裝在一起形成模塊,并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),可用于不同照明燈具產(chǎn)品,可極大地降低封裝成本,據(jù)測算可降低封裝成本50%,各主要廠商均積極投入研發(fā)之中。Zhaga聯(lián)盟已著手制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),主要是光引擎界面接口標(biāo)準(zhǔn),它將涵蓋物理尺寸以及光引擎的光學(xué)、電氣和熱特性等,最終實(shí)現(xiàn)聯(lián)盟內(nèi)不同制造商之間的產(chǎn)品兼容性、互換性。

    3.燈具環(huán)節(jié)降低成本的方法

    在保障二次光學(xué)設(shè)計(jì)出光效率和散熱性能的前提下,采用新材料、新的照明方式等,設(shè)計(jì)制作輕便、美觀、價(jià)廉的新燈具,從而降低燈具成本。此外,目前國產(chǎn)電源的性能和可靠性有較大提高。在此基礎(chǔ)上采取有效的技術(shù)措施,可較大幅度降低電源成本,從目前2.5~3元/W降至1.5~2元/W。

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    4.其他配套成本的降低

    MOCVD外延爐和芯片制造設(shè)備,如能國產(chǎn)化,會(huì)較大幅度降低芯片制造成本。LED產(chǎn)品的檢測設(shè)備,特別是光學(xué)檢測設(shè)備,還有降低成本的空間。此外關(guān)鍵原材料國產(chǎn)化也有利于降低成本,其中,Al2O3藍(lán)寶石襯底國產(chǎn)化,已降價(jià)不少。外延用的MO有機(jī)源,現(xiàn)有部分國產(chǎn)化,也有降價(jià)的余地。封裝用的熒光粉等國產(chǎn)化,均有較大降價(jià)的余地。

    總體而言,除了通過上述所說的采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)、新材料等措施來實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體照明的高光效、高顯色性、高可靠性和低成本之外,從深層次上來看,應(yīng)該著重將提高能效和光色質(zhì)量作為LED照明的更高要求,即LED白光的光譜分布類似太陽光的光譜分布,要充分考慮視覺舒適度、人性化的照明等,并進(jìn)行智能化調(diào)光控制,減少電能損耗,提高節(jié)能效果,使半導(dǎo)體照明真正為人們提供節(jié)能、環(huán)保、健康、舒適的照明環(huán)境。

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