不得不看的LED照明技術(shù)8大趨勢+23大新材料技術(shù)發(fā)展

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2015-09-25

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 我國半導體照明產(chǎn)業(yè)近幾年在產(chǎn)量、產(chǎn)值和技術(shù)指標等方面均取得突破性發(fā)展,。2014年，我國半導體照明光源,、燈具的產(chǎn)值為950億元,，同比增長43.9%。其中,，LED照明產(chǎn)品出口為90億美元,，同比增長50%，LED照明滲透率為20%,。2015年上半年,，LED照明產(chǎn)品同比約增長23%左右，1～5月份出口為40.8億美元,，與去年同期相當,。

 

從全球半導體照明的最新動態(tài)來看，全球LED器件光效實驗室水平已超過300lm/w,，產(chǎn)業(yè)化水平達到150lm/w以上,，LED整燈光效實驗室水平達200lm/w。美國SSL計劃目標調(diào)整為器件光效產(chǎn)業(yè)化水平達250lm/w，LED整燈光效產(chǎn)業(yè)化水平達200lm/w,�,？傊�，LED照明產(chǎn)品的滲透率,、光效等與理論值和目標值還有很大差距,，恒光，技術(shù)上還需要有較大突破,。

 

LED照明技術(shù)呈現(xiàn)八大趨勢

 

LED照明技術(shù)涉及面很廣,， LED置換工程，是多學科技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)的結(jié)合,，其發(fā)展呈現(xiàn)八大技術(shù)發(fā)展趨勢,。

 

一是提高LED照明整燈的能效：LED整燈能效現(xiàn)階段由六部分組成：內(nèi)量子效率、芯片取光效率,、封裝效率,、熒光粉激發(fā)效率、燈具效率和電源效率,。在一定邊界條件下理論值是58%,，目前較好的燈具能效也只有30%多，還有很大推進空間,，上述六項均要達到90%以上才行,，需要技術(shù)上有所突破。

 

二是提高LED光源的光色質(zhì)量及顯色性表征值：提高LED光源的光色質(zhì)量,，要采用RGB多光譜組合,，即多芯片組合或多基色熒光粉組合，LED照明企業(yè),，達到合理的LED光譜量分布SPD,，還要控制主要的光色參數(shù)，如色容差,、眩光,、光電閃爍等。LED光源顯色性表征是個長期爭論的課題,，LED光源可實現(xiàn)多光譜的靈活組合,，采用任何一種參數(shù)的顯色性表征，都是有缺陷的,，終極的表征可能是以光譜形式,。還有專家提出采用色域指數(shù)（GAT）與CRI一起表征光對色彩的還原。

 

三是LED照明燈具創(chuàng)新技術(shù)：LED光源,、燈具目前是LED照明產(chǎn)業(yè)的重中之重,，技術(shù)上要加速燈具造型和控制功能的創(chuàng)新,，具體是燈具外觀形狀創(chuàng)意、尺寸大小靈活,、光量按需調(diào)節(jié),、光色靈活變化、安裝位置隨意等,。

 

四是深入開展智能照明的研發(fā)及應用：智能照明的技術(shù)特點包括開放式,、分布式、遙控遙測,、兼容性,、互動性等，是照明技術(shù)和信息技術(shù)的深度融合,。在技術(shù)上涉及面廣,， led亮化工程公司，國際資訊,，關(guān)鍵技術(shù)有發(fā)光模組與驅(qū)動電源之間的界面整合等,，目前亟須有統(tǒng)一的基礎(chǔ)標準，要根據(jù)實際需求進行研發(fā)推廣應用,。

 

五是大力拓展LED照明應用領(lǐng)域：推廣在非視覺照明系統(tǒng)的應用,，如醫(yī)療保健、生態(tài)農(nóng)業(yè),、LED可見光通信以及紅外LED和紫外LED的應用,，這方面內(nèi)容豐富，應用技術(shù)正在快速發(fā)展中,。LED顯示應用技術(shù)重點開發(fā)高清小間距顯示屏和高清可彎曲顯示器技術(shù),，實現(xiàn)高清LED電視和高清可折疊、可穿戴的顯示裝置,。

 

六是窄光譜LED器件的研究：單個LED較窄光譜可實現(xiàn)組合LED光譜靈活性,，可在LED顯示中實現(xiàn)更大的色域空間，是很大的應用領(lǐng)域,，實現(xiàn)窄光譜LED器件的技術(shù)要從材料外延上有所突破。

 

七是白光LED器件將逐步轉(zhuǎn)向RGB組合方式：采用RGB組合白光理論上具有更高的光效,，并方便燈具調(diào)光,、調(diào)色、調(diào)顯色性等,，家用照明,，技術(shù)上要重點提升綠光LED光效，RGB組合有可能成為普通照明的主流,。

 

八是天然光照明將是終極目標：隨著LED多光譜照明的發(fā)展,，人們將更重視節(jié)能照明、健康照明和生態(tài)照明，采用類似太陽光照明將是最佳選擇,，即天然光照明,，利用LED技術(shù)可以實現(xiàn)，但要解決很多技術(shù)問題,。

 

LED照明技術(shù)有很大發(fā)展空間,， led室內(nèi)照明，還需要進一步提高整燈的能效和光品質(zhì),。在應用上積極推進燈具創(chuàng)新的同時,，要不斷拓展應用領(lǐng)域，如智能照明,、非視覺照明和高清顯示器,；在技術(shù)上要實現(xiàn)終極目標，裝修照明,，即天然光照明,，為人們提供節(jié)能、健康,、舒適的照明環(huán)境,。

 

納米級發(fā)光新材料技術(shù)發(fā)展動態(tài)

 

現(xiàn)階段三類納米級發(fā)光新材料的技術(shù)發(fā)展動態(tài)，也許是未來照明的光源,。

 

量子點發(fā)光技術(shù)

 

量子點發(fā)光技術(shù)近年來發(fā)展很快,，是發(fā)光領(lǐng)域中的新技術(shù)路線。

 

量子點LED：量子點（QD）是用納米技術(shù)制作,，QD顆粒一般在2nm～12nm之間,，量子點發(fā)光體由發(fā)光核、半導體殼,、有機配位體組成,，CE認證，如發(fā)光核CdSe（硒化鎘）QD顆粒,，其優(yōu)點是：可發(fā)射可見光至紅外,，發(fā)光穩(wěn)定，內(nèi)量子效率可達90%,，與LED結(jié)合產(chǎn)生色彩豐富,、十分明亮的暖白光。

 

3D打印QD-LED：普林斯頓大學首次展示3D打印量子點LED,，其底層是由納米銀顆粒構(gòu)成,，頂部是兩個聚合物為銦鎵，量子點是納米級硒化鎘顆粒,，外殼是硫化鋅包裹,，上下電極連接后,，硒化鎘納米顆粒發(fā)出不同的可見光，將QD-LED打印到具有曲線形表面的裝置上,，如接觸透鏡,。該技術(shù)將擴大到3D打印其他的有源器件，如MEMS,、晶體管,、太陽能電池等。一旦產(chǎn)業(yè)化將是顛覆性創(chuàng)新技術(shù),。

 

紫外光（UV）QD-LED：美國圣母大學正在開發(fā)氮化鎵QD,，其電子空穴通過隧道貫穿（電子穿透墊壘的現(xiàn)象），不是傳統(tǒng)的漂移擴散,�,？砂l(fā)紫外光（UV）的LED，取得很大進展,，有詳細的文章報導,。

 

量子點混合LED：日本廣島大學研究量子點無機/有機混合發(fā)光二極管，可發(fā)出白光,、藍光,，電源電壓6V，有效發(fā)光量的78%來自硅量子點,，提高輸出功率密度350倍,。新型LED在常溫常壓下通過溶液加工過程，號稱是照明系統(tǒng)上一場新的革命,。

 

量子點電激發(fā)藍光LED：臺東大學與遠東科大合作研究,，以膠體量子點硫化鎘、硫化鋅制作出電激發(fā)藍光二極管,，恒光電器,，以類似有機的無機材料做出來，可靠性高,，可取代OLED在平板上的應用,。

 

量子點背光技術(shù)：嵌入量子點背光源，采用嵌入量子點的光學薄膜（QDEF）應用于LCD背光源,，量子點在藍光LED背光的照射下,，星級酒店照明燈具，發(fā)出紅光,、綠光形成RGB白光,。提高LED發(fā)光效率,，提升LCD色彩飽和度,，將LCD色域提升30%,，也增加背光亮度，降低能耗,，并已產(chǎn)業(yè)化,。預計這種彩電2015年生產(chǎn)130萬臺，2018年達1870萬臺,。

 

第二代量子點顯示技術(shù)：浙大兩個研究小組合作開發(fā),，將量子點放入溶液中，具有晶體和溶液的雙重性能,，工程照明,，原理上讓電子減緩“步伐”，促使電子與空穴有效相會復合,，大大提升量子點LED效率,、性能和穩(wěn)定性，發(fā)光量子效率可達100%,，RGB彩色豐富,。應用于顯示和照明上取得突破。

 

石墨烯發(fā)光技術(shù)：發(fā)現(xiàn)石墨烯發(fā)光是個新的突破,，另外可在石墨烯襯底上生長第三代半導體,。