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白色LED发展及短期前景分析

2010-09-10 11:59
九一隐士
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     白色LED的发光效率在不断提高,超过100lm/W(与高效荧光灯相当)的产品也已亮相。在照明器具上使用白色LED时,照明器具的电源电路、反射板及透镜等的损失通常会使器具效率(加入电源电路等的损失后的效率)低于单纯光源效率,但最近已经出现号称器具效率达到100lm/W的LED照明器具。白色LED今后会实现何种程度的亮度,又会具备哪些特性?从事高功率、高效率白色LED业务的德国欧司朗光电半导体(OSRAM Opto Semiconductors GmbH)总裁兼首席执行官Ruediger Mueller对此发表了自己的看法。

        白色LED的发光效率目前提高到了什么程度?

        色温度高达5000~9000K的产品已超过100lm/W,受照明用途欢迎的灯泡色产品在80~85lm/W左右。另外,平均演色指数(Ra)为90的高演色产品在70lm/W左右。虽说白色LED的发光效率已达到了超过100lm/W的水平,但是受色温度、演色性及输入电流等条件的影响,还有很多时候达不到100lm/W。

  从研发水平来看,基于白色LED的蓝色LED芯片的能量转换效率(输入功率与输出光能量的比)达到了50%。使用该芯片的话有望实现大幅超过100lm/W的白色LED。但能量转换效率不可能超过100%。因为存在物理极限。就像半导体存储器在集成度的提高上存在极限一样,能量转换效率及白色LED的发光效率今后也不可能一直提高下去。较为合理的看法是产品发光效率会停留在150~200lm/W之间。

        对LED厂商而言,今后需要提高白色LED的哪些特性?

        今后重要的是如何在高电流密度下保持高水平的发光效率。LED存在向芯片输入的电流密度越高,发光效率反而越低的衰退(Droop)现象。虽然衰退现象无法消除,但却可以减轻。衰退现象减轻的话,在提高电流密度时亮度就会更高。也就是说,这样便可减小能够以相同输入电流获得相同亮度(光通量)时需要的LED芯片数量。如果原来使用了大量LED芯片,今后便可利用较少的LED芯片数量来获得相同的光通量。

  LED芯片的单位面积亮度(光通量)越高,亮度单价就会越低,白色LED的成本竞争力也就越强。能否提高这一成本竞争力,关键要看LED厂商的技术竞争力如何。衰退现象越轻,这一成本竞争力就会越高。原因是减少LED芯片的面积可降低芯片的成本。而且对顾客也有好处。能够增加向每个白色LED输入的电流的话便可提高每个LED的亮度,因此可使照明器具及LED背照灯光源使用的白色LED个数得到减少。

        成本降低 促进LED背光源市场及LED照明市场发展

        随着时间的推移,液晶电视LED背照灯及照明器具等使用的LED需要推出成本更低的产品。LED背照灯最初配备RGB三种LED,凭借出色的色彩表现力获得的高画质为卖点。而如今不同,可以说采用LED是为了以超薄而非画质为卖点。要想降低成本就要使用白色LED,而不是RGB三种LED。而且,企业为了进一步降低成本,希望减少白色LED个数的要求也越来越强烈。可以说,与品质相比,成本被摆到了更重要的位置上。而可减少配备数量的白色LED最适于满足这些要求。

  今后再过2~3年,LED照明也将出现同样的趋势。提及LED照明,目前受欢迎的是Ra达到80~90的高演色性产品。虽然高品质白色LED受到的咨询较多,但今后估计会有大量以成本优先而非品质优先的LED照明亮相。Ra有70就足已、只要便宜即可的白色LED需求将会增加。

  使用可抑制衰退现象的技术,便可满足成本优先的需求。当然,同时也可满足品质优先的需求。虽然可抑制衰退现象的技术开发起来很困难,但我们公司全力展开了这方面的研发。今年发表的、可减轻衰退现象的技术“UX:3”也是这一研发的成果之一

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