全国共有三级医院1273个，平均每个医院配备手术室20间，每个手术室必须配备手术无影灯一套，全国三级医院所需的手术无影灯约有25460套(1273×20)，若全部更换为LED手术无影灯，按15万元/套的价格计算，三级医院的LED手术无影灯市场需求总量约为38亿元。按照医疗设备更新制度，医用电子设备及光学仪器每8年需更新一次，LED手术无影灯在三级医院每年的市场需求量约为4.8亿元。

　　同样，全国共有二级医院6460个，平均每个医院最低配备手术室8间，按照上述计算方法，全国二级医院所需的手术无影灯约有51680套(6460×8)，LED手术无影灯在二级医院每年的市场需求量约为9.7亿元。

　　由此可见，仅以我国二级以上的医院市场需求量计算，LED手术无影灯每年的需求就高达14.5亿元左右，有巨大的市场需求量。

　　与传统医疗照明相比，LED手术照明除了其直接的节能效果外，其所具有的改善手术室层流净化效果的突出优势，使其还能大幅度降低手术室净化系统的一次性投资、节约净化系统能耗的额外节能效果。按我国目前全国医疗机构数所用的约10万台手术无影灯及7.3万间手术室计算，10万台手术无影灯(平均功耗超过1000W)的年耗电量超过1.8亿kWh(按每台1000W×6h×300d计算);目前医院手术室所使用的空气层流净化系统的平均功耗超过3000W，7.3万间手术室的年耗电量达到18.92亿kWh(按每间3000W×24h×360d计算)，仅前述三项的年耗电量合计就已达到了25.9亿kWh，超过三峡水力发电工程发电能力(840亿kWh)的3%，且尚未计算我国医院照明所需的LED检查灯、LED头灯等医疗专用照明的耗电量。

 　　上所述机构若使用LED医疗照明技术及产品，可节约近60%的耗电量，即减少电能消耗16亿kWh，相当于节约三峡水力发电工程发电能力(840亿kWh)的2%，也相当于节约火电燃煤64万吨/年，同时可以减少因火电燃烧产生的二氧化碳排放167.68万吨/年，减少二氧化硫排放544万公斤/年，氮氧化物473.6万公斤/年。

　　同时，随着大手术、高难度手术的不断增多，垂直层流的高洁净度手术室的建立，各级医院都希望装备更高质量的新型医疗照明产品，而LED医疗照明产品正好满足现代医院的要求，除了它自身已有的节能、长寿等优点之外，更有能调节光源色温提高医生对不同组织器官的分辨力、节省手术室净化系统的建设与运行成本等一系列突出优点，成为了各个医院提高手术质量和行业竞争能力优先计划装备的重点设备。由此可以推断全球医疗照明产品市场对LED医疗照明产品的需求量将会更大，因此，以LED手术无影灯为代表的医疗照明产品作为附加值较高的高端产品将首先在医院得到关注和应用。显然，使用LED医疗照明技术及产品，除了在节能降耗方面效果明显外，对于改善手术环境、提高医疗质量、提升医疗机构竞争力方面也优势明显，使用LED医疗照明技术及产品必将成为各医疗卫生机构的必然选择。

 　　随着我国经济水平的不断发展，国内医疗卫生机构数量逐年增长，对LED医疗照明产品的需求量也在不断增加，有权威人士预测在未来5年内，我国将会有约1/3的医疗机构会选用LED替代传统光源，LED的医疗照明市场容量会以超过20%的年递增率不断扩大。　

　　2，LED冷冻食品照明

　　LED照明目前正大量应用于冷冻食品的照明，LED灯具及其他一些半导体器件都够有较高的发光效率，并且可长时间在较低温度下工作。而低效率的照明灯具，除了用于发光而消耗的能量外，其产生的大量散热也会需要冰箱系统来冷却，这会造成电量的浪费。

　　爱尔兰的Nualight公司表示，用合适的光源来照亮食物非常重要。目前零售食品照明市场的市值达到10亿美元。零售食品照明市场将会是一个很有前景的市场， Nualight公司在过去几年的年增长率均在100%以上。

　　Liam指出，到目前为止，关注较多的是制冷柜和冰箱配置的照明系统。希望LED在制冷柜的照明应用中取代荧光灯。

　　近年来，包括沃尔玛，乐购，克罗格和SUPERVALU在内的全球大型食品零售商，都在其冷冻食品柜中用LED取代荧光灯照明，节约能源高达70％。

　　3，LED光源在KTV房间中的应用

　　KTV包房灯是属于舞台灯光的一类，随着国内经济水平增长，人们的娱乐生活也越来越丰富，去酒吧KTV包房K歌是一种最常见的娱乐休闲方式，一般的KTV包房的室内装修都有个性化的需求，所以有很多KTV包房经营者会为了跟上时代的潮流，经常要对KTV包房局部或重新装修，由此也就催生了属于KTV包房专用的一类设备，KTV包房灯就属于KTV包房灯光音响一类。

     TV包房灯分类：KTV包房灯按用途分可以分为一，演艺灯光类，这类是常见的舞台灯光，包含摇头灯，扫描灯，巫师灯，激光灯，图案花灯，扫描类的三爪鱼，八爪鱼，双月花灯，无极箭以及魔球灯，频闪灯，雨灯，led帕灯，控制台，小型烟机等等。起制造气氛作用，二是环境照明类，有LED照明帕灯，节能灯管，壁灯，吊灯，台灯，防爆灯具，紫光灯等等，起环境照明作用。三是装饰类，有LED背景幕布，LED窜灯，灯饰，LED护栏管，LED灯条，LED地板砖，亚克力灯箱等等，起环境装饰作用。

     KTV包房灯具特点：KTV包房灯具特点是由KTV包房本身的特点决定，一般的KTV包房每天都要连续营业12个小时左右，长时间的使用，对灯具的性能提出了很高的要求，所以KTV包房灯具必须要耐用。二是灯具图案和效果的个性化，很多KTV包房的设计都会在装修方面追求个性化，以此来引领潮流，吸引消费者。

 　　4，地铁隧道照明

 　　由于地铁常年在地下运行，对照明灯有很高的要求。它不仅要求节电、高亮度、长寿命,还必须保证不间断照明。然而，常用的白炽灯、日光灯、高压钠灯等都存在一定的缺陷，会出现一些难以避免的照明故障。

　　相比之下，LED拥有环保、节能、寿命长、光效高、无辐射等特点，延长使用寿命和大幅降低能耗。并且，LED抗震性强的特点非常适合地铁运营环境，可以做到六七年内不用更换，LED灯能效比普通荧光灯高出近50%。

　　因此，LED已经成为最佳的绿色照明灯具。地铁各车站采用LED灯，不仅可以节省大量电费，而且，还可以节省大量的维修费用。同时，也可确保照明质量。LED针对目前地铁照明系统存在的问题，提供了一种结构新颖、成本低、使用寿命长、节电效果好、可靠性高的地铁照明方案。

　　根据专家测算，虽然LED灯价格昂贵，但相当于普通荧光灯的50倍。一列车改造总费用高达5万元，但节省的电费和维修成本差不多三年能收回成本，因此有望在北京地铁大规模推广。据了解，ED又称半导体照明，是不同于普通节能灯的新一代照明技术。正在试验的G432列车，车厢内168支荧光灯将全部更换为LED灯。相对于荧光灯每支五六元的价格，新更换的LED照明灯市场单价高达300多元。目前的试验项目属国家“863”科技攻关内容，暂由厂商免费提供。
  

　　四，照明用LED封装发展趋势

　　１，COB封装

　　    COB，在电子制造业里并不是一项新鲜的技术，是指直接将裸外延片黏贴在电路板上，并将导线／焊线直接焊接在PCB的镀金线路上，也是俗称中的打线(Wire bonding)，再透过封胶的技术，有效的将IC制造过程中的封装步骤转移到电路板上直接组装。在LED产业中，由于现代科技产品越来越讲究轻薄与高可携性，此外，为了节省多颗LED芯片设计的系统板空间问题，在高功率LED系统需求中，便开发出直接将芯片黏贴于系统板的COB技术。

     COB的优点在于：高成本效益、线路设计简单、节省系统板空间等，但亦存在着芯片整合亮度、色温调和与系统整合的技术门槛。以25W的LED为例，传统高功率25W的LED光源，须采用25颗1W的LED芯片封装成25颗LED元件，而COB封装是将25颗1W的LED芯片封装在单一芯片中，因此需要的二次光学透镜将从25片缩减为1片，有助于缩小光源面积、缩减材料、系统成本，进而可简化光源系二次光学设计并节省组装人力成本。此外，高功率COB封装仅需单颗高功率LED即可取代多颗1瓦(含)以上LED封装，促使产品体积更加轻薄短小。

         
２， 高压LED
    
    　在同样输出功率下，高压LED所需的驱动电流大大低于低压LED。如以晶元光电的高压蓝光1WLED为例，它的正向压降高达50V，也即它只需20mA驱动电流就可以输出1W功率，而普通正向压降为3V的1WLED，需要350mA驱动电流才能输出1W功率，因此同样输出功率的高压LED在工作时耗散的功率要远低于低压LED，这意味着散热铝外壳的成本可大大降低。

高压LED可以大幅降低AC-DC转换效率损失。以10W输出功率为例，如果采用正向压降为50V的1W高压LED，输出端可以采取2并4串的配置，4个串联LED的正向压降为200V，也就是说只需从市电220V交流电(AC)利用桥式整流及降20V就可以了。但如果我们采用正向压降为3V的1W低压LED，即便10个串在一起正向压降也不过30V，也就是说需要从220VAC市电降压到30VDC。我们知道，输入和输出压差越低，AC到DC的转换效率就越高，可见如采用高压LED，变压器的效率就可以得到大大提高，从而可大幅降低AC-DC转换时的功率损失，这一热耗减少又可进一步降低散热外壳的成本。

 　　
因此，如采用高压LED来开发LED通用照明灯具产品，总体功耗可以大大降低，从而大幅降低对散热外壳的设计要求，如我们可用更薄更轻的铝外壳就可满足LED灯具的散热需求，由于散热铝外壳的成本是LED照明灯具的主要成本组成部分之一，铝外壳成本有效降低也意味着整体LED照明灯具成本的有效降低。由此可见，高压LED可以带来LED照明灯具成本和重量的有效降低，但其更重要的意义是大幅降低了对散热系统的设计要求，从而有力扫清了LED照明灯具进入室内照明市场的最大技术障碍。因此，高压LED将主导未来的LED通用照明灯具市场。

　　３，AC LED

 　　以高效节能、绿色环保、长寿命为特点的新兴LED照明技术如今正在加速发展，应用中的新技术、新方案也不断涌现。LED照明设计可结合光源特性，如光源指向性、冷光源及色彩变化等，必将将成为照明市场主流。近年来，随着 LED 在材料选取、晶粒制程、封装架构设计技术等方面的研究不断进步，一种新的交流发光二极管（ AC LED ）技术应运而生，通过一种新的思路，推动了 LED照明技术的实用化。

　　传统的LED是典型的低压直流器件，无法直接在我们日常照明使用的电源是高压交流（AC 100～220V）下使用，必须经过变压器或开关电源降压，然后将交流（AC）变换成直流（DC），再变换成直流恒流源，才能供LED光源使用。

　　因此在LED灯具里必然要有一定的空间来安置这个变换器，不利于照明灯具的设计和小型化。而且系统经过的变换环节，能量必然有一定量的损耗，DC LED在交流、直流之间转换时约15%～30%的电力被损耗，系统效率很难做到90%以上。如果能用交流（AC）直接驱动LED光源发光，系统应用方案将大大简化，系统效率将很轻松地达到90%以上。变换装置的存在造成了传统LED照明产品成本较高的重要因素，也成为制约LED光源产品寿命的瓶颈，无法体现LED长寿命的特点。

  　　AC LED是相对于传统的DC LED来说，无须经过AC/DC转换，可直接插电于220V（或110V） 交流电使用的 LED 照明技术。AC LED光源的技术关键是LED晶粒在封装时的特殊排列组合技术，同时利用LED PN结的二极管特性兼作整流，通过半导体制作工艺将多个晶粒集成在一个单芯片上，即高功率单晶粒（single power chip）LED 技术，并采用交错的矩阵式排列工艺组成桥式电路，使AC电流可双向导通，实现发光。晶粒的排列如图1所示，左图是AC LED晶粒采用交错的矩阵式排列示意图，右小图是实际AC LED晶粒排列照片，AC LED晶粒在接上交流后通体发光，因此只需要二根引线导入交流源即能发光工作。

图1  AC LED晶粒封装示意图

  　　AC LED光源的工作原理如图2所示，由LED微晶粒采用交错的矩阵式排列工艺组成5个桥臂，组成类似一个整流桥，整流桥的两端分别联接交流源，另两端联接一组LED晶粒，交流的正半周沿实线流动，3个桥臂的LED晶粒发光，负半周沿虚线流动，又有3个桥臂的LED晶粒发光，四个桥臂上的LED晶粒轮番发光，相对桥臂上的LED晶粒同时发光，中间桥臂的LED晶粒因共用而一直在发光。

图2  AC LED光源的工作原理

　　在50Hz（60Hz）的交流中会以每秒50（60）次的频率轮替点亮。整流桥取得的直流是脉动直流，LED的发光也是闪动的，LED有断电余辉续光的特性，余辉可保持几十微秒，而人眼对流动光点记忆是有惰性的，所以感觉不到光的闪动。LED有一半时间在工作，所以发热得以减少40%～20%。其使用寿命较DC LED长。

　　AC LED 体积小，可应用于工业及民用小型指示灯；高压低电流导通优点克服了使用 DC LED 时，线路高损耗造成需依赖电源供应器接续的问题；而且双向导通，蓝绿光 LED 无静电击穿 ESD 问题；使用微晶粒技术大幅提高发光效率；由于功率因数提高与低电流控制，对于一般照明产业及 LCD 背光面板产业，更是一项实用化新技术。

　　AC LED不仅可以用在各种场合的照明，还可以用于液晶显示屏的背光照明。其在照明上的一个典型应用原理图如图5所示，在AC LED两端分别串入正温度系数热敏电阻PTC，和限流电阻R1、R2、R3，接上110V或220V交流即可进入照明工作。相对传统的DC LED，无须降压整流装置，大大简化了实际应用，提高了效率和可靠性。

图5  AC LED的典型应用电原理图

 　　AC LED刚刚起步，现阶段仍有两个缺点，一是发光效率并没有DC LED高。二是AC LED有触电的风险。因为AC LED直接连接高压电网，如果采用金属鳍片散热，容易发生触电危险，需要研究新的间接散热方案，比如充液LED固态照明灯具等。

　　目前AC LED在发光亮度、功率等方面还不够理想，但AC LED的应用简便、无需变压转换器和恒流源，以及低成本、高效率已显现强大的生命力。AC LED的技术在飞跃发展，可以设想在不久的将来，高亮度、大功率、低成本的产品将大量面世，更绿色、更环保为我们这个世界提供光明。

　　４，新型荧光粉的开发

　　YAG:Ce3+是最早被广泛应用于白光LED技术中的一种荧光粉，但是由于其发射光谱中红色成分较少，难以获得较高显色指数和低色温的白光LED;另一方面，半导体照明的持续发展推动人们开发出更高转化效率的荧光粉。早期，通过在YAG:Ce3+中加入（Ca,Sr）S:Eu2+、（Ca,Sr）Ga2S4:Eu2+红绿色荧光粉来实现高显色指数、低色温的要求，但是由于这类碱土金属硫化物物理化学性质不稳定、易潮解、挥发和具有腐蚀性等问题，不能满足LED照明产业的需求。近来，人们开发了一种热稳定性和化学稳定性优异的红色荧光粉，能完全替代碱土金属硫化物实现高显色指数、低色温白光LED,因其具有硅氮（氧）四面体结构，被称为氮氧化物，具有更高的激发效率。

 　　当前，国外公司在LED用荧光粉方面技术成熟，且持有大部分重要专利。他们通过对荧光粉专利的把持而占领LED市场，YAG:Ce3+荧光粉的专利主要由Nichia占有[U.S.5998925],Osram则占据了Tb3Al5O12: Ce3+的荧光粉专利[U.S. 6812500, 6060861,65276930],TG、LWB和Tridonic持有掺Eu2+（SrBaCa）2SiO4Si:Al,B,P,Ge的专利[U.S.6809347],Intematix持有掺Eu2+（SrBaMg）2SiO4O:F,Cl,N,S的专利[U.S.20060027781, 200627785,200628122].反观国内，LED用荧光粉方面的研究大多集中在科研院所，主要是对现有荧光粉材料的合成和发光等物性的研究上，而在产业化技术的开发上做的不够。

 　　５，白光LED光学新模型的建立

　　荧光粉应用于白光LED,还需根据LED的具体需求而定，诸如荧光粉的颗粒大小等等。对荧光粉的研究主要集中在荧光粉的光学性质对白光led封装性能的影响，例如取光效率、颜色空间分布以及光色质量上面。在这些研究中，采用蒙特卡洛光线追迹的方法利用光学软件模拟LED封装结构的光学性能，将荧光粉层处理成Mie散射材料，这样能够通过光学模拟获得白光LED的激发和发射特性，但是模拟没有考虑到荧光粉具体的散射特性，缺少实验验证。

　　６，新型荧光粉涂覆方式
   
传统的荧光粉涂覆方式为点粉模式，即荧光粉与胶体的混合物填充到芯片支架杯碗内，然后加热固化。这种涂覆方式荧光粉量难以控制，并且由于各处激发光不同，使得白光LED容易出现黄斑或者蓝斑等光色不均匀现象。PhilipsLumileds公司提出了保形涂覆的荧光粉涂覆方式，它们在倒装LED芯片表面覆盖一层厚度一致的荧光粉膜层，提高了白光LED的光色稳定性。也有公司采用在芯片表面沉积一层荧光粉的方法来实现激发。这些涂覆方式都是将芯片与荧光粉接触。H.Luo等研究者的光学模拟结果表明，这种荧光粉与芯片接触的近场激发方法，增加了激发光的背散射损耗，降低了器件的取光效率。澳大利亚的Sommer采用数值模拟的方法模拟PhilipsLumileds的荧光粉保形涂覆结构，结果显示这种涂覆方法并不能提供更好的角度均匀性。随着对白光LED光学模拟的深入，荧光粉远场激发的方案显示了更多的优越性。

　　７，大电流注入及散热结构

　　为了满足通用照明高光通量的需求，人们提高了单颗芯片的驱动功率，以往1W的大功率芯片被注入到3W、5W,甚至更高。这使得白光LED的热问题越来越严重，人们采用各种散热技术，如热管、微热管、水冷、风冷等方法对LED实施散热。