LED照明技術(shù):解讀芯片、封裝、應(yīng)用三大層面
文章出處：行業(yè)動(dòng)態(tài) 作者：豐上用戶 閱讀量：1028 發(fā)表時(shí)間：2018-05-15 16:00:57
在LED照明技術(shù)持續(xù)發(fā)展及社會(huì)對(duì)能源危機(jī)日益重視的今天，LED照明行業(yè)迎來全面爆發(fā)期，吸引眾多資金及企業(yè)涌入，由此照明市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈。
如果從LED照明技術(shù)的發(fā)展來看，可以從三個(gè)方面來講，一個(gè)是芯片層面，一個(gè)是封裝層面，一個(gè)是應(yīng)用層面。芯片層面主要關(guān)注LED的制成技術(shù)；封裝層面主要是如何把LED芯片轉(zhuǎn)換成可以用來照明的燈珠或是光源；LED應(yīng)用層面技術(shù)發(fā)展相對(duì)復(fù)雜，主要包括電子控制技術(shù)的發(fā)展、新型材料的發(fā)展和使用，環(huán)境照明質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)的發(fā)展和完善。
芯片層面
一直以追求高的發(fā)光效率為LED芯片技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力。倒裝技術(shù)是目前獲取高效大功率LED芯片的主要技術(shù)之一，襯底材料中藍(lán)寶石和與之配套的垂直結(jié)構(gòu)的激光襯底剝離技術(shù)(LLO)和新型鍵合技術(shù)仍將在較長時(shí)間內(nèi)占統(tǒng)治地位。
但在不久的將來，采用金屬半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，改善歐姆接觸，提高晶體質(zhì)量，改善電子遷移率和電注入效率，同時(shí)通過LED芯片外形表面粗化和光子晶體，高反射率鏡面，透明電極改善提取光效率，那時(shí)白光LED的總效率可達(dá)到52%。
隨著LED光效的提高，一方面芯片越做越小，在一定大小的外延片上可切割的芯片數(shù)越來越多，從而降低單顆芯片的成本，另一方面單芯片功率越做越大，如現(xiàn)在是3W，將來會(huì)往5W、10W發(fā)展。這對(duì)有功率要求的照明應(yīng)用可以減少芯片使用數(shù)，降低應(yīng)用系統(tǒng)的成本。
總之，倒裝法、高電壓、硅基氮化鎵仍將是半導(dǎo)體照明芯片的發(fā)展方向。
封裝層面
芯片級(jí)封裝、LED燈絲封裝、高顯色指數(shù)及廣色域?qū)⑹俏磥矸庋b工藝的發(fā)展趨勢(shì)。采用透明導(dǎo)電膜、表面粗化技術(shù)、DBR反射器技術(shù)來提升LED燈珠的光效正裝封裝仍然是技術(shù)主流；同時(shí)倒裝結(jié)構(gòu)的COB/COF技術(shù)也是封裝廠家關(guān)注的重點(diǎn)，集成封裝式光引擎將會(huì)成為下一季研發(fā)重點(diǎn)。
去電源方案(高壓LED)，COB/COF應(yīng)用的普及：在成本因素驅(qū)動(dòng)下，去電源方案逐步成為可接受的產(chǎn)品，而高壓LED充分迎合了去電源方案，但其需要解決的是芯片可靠性。憑借低熱阻、光型好、免焊接以及成本低廉等優(yōu)勢(shì)，COB應(yīng)用在今后將會(huì)得到廣泛普及。
另外，中功率將成為主流封裝方式，目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品多為大功率LED產(chǎn)品或是小功率LED產(chǎn)品，它們雖各有優(yōu)點(diǎn)，但也有著無法克服的缺陷，而結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)的中功率LED產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。
還有就是新材料在封裝中的應(yīng)用。耐高溫、抗紫外以及低吸水率等更高環(huán)境耐受性的材料，如熱固型材料EMC、熱塑性PCT、改性PPA以及類陶瓷塑料等將會(huì)被廣泛應(yīng)用。
對(duì)于光品質(zhì)的需求，針對(duì)室內(nèi)照明方面，LED顯色指數(shù)CRI 以80為標(biāo)準(zhǔn)，以90+為目標(biāo)，盡量使照明產(chǎn)品的光色接近普朗克曲線，這樣才能改善LED的光品質(zhì)，今后室內(nèi)照明也將更關(guān)注光的品質(zhì)。
通過優(yōu)化LED封裝技術(shù)，光效進(jìn)一步提高，目前已經(jīng)超過200lm/W，遠(yuǎn)高于其他大量使用的傳統(tǒng)光源。LED燈珠的散熱性能將進(jìn)一步改善，可靠性進(jìn)一步提高，燈珠的壽命也會(huì)進(jìn)一步延長，從而光色品質(zhì)進(jìn)一步提高，最終人眼舒適度達(dá)到進(jìn)一步改善。
LED應(yīng)用研發(fā)層面
目前應(yīng)用廠家主要通過采用新型散熱材料、先進(jìn)光學(xué)設(shè)計(jì)與新型光學(xué)材料應(yīng)用等手段實(shí)現(xiàn)LED照明產(chǎn)品的成本優(yōu)化，同時(shí)并保證產(chǎn)品性能。
但在將來，LED照明應(yīng)用廠家將重點(diǎn)關(guān)注這些點(diǎn)：
1、 基于應(yīng)用場(chǎng)景要求的可互換LED光引擎技術(shù)；
2、基于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的LED智能照明系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)；
3、基于可靠性設(shè)計(jì)的LED照明燈具開發(fā)，使用周期內(nèi)保持顏色/亮度一致性的高性能LED照明燈具開發(fā)；
4、基于大面積高效漫射擴(kuò)散板技術(shù)的燈具開發(fā)；
5、在線光環(huán)境體驗(yàn)的照明系統(tǒng)解決技術(shù)和服務(wù)系統(tǒng)；
6、LED光源的色彩豐富特性，這使得情景照明也將是LED照明的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
傳統(tǒng)照明燈具都是圍繞光源形狀尺寸來設(shè)計(jì)的，尺寸固定。
而LED照明燈具的特點(diǎn)是：
燈具形狀自由，外觀創(chuàng)意；
燈具尺寸自由，大小靈活；
燈具光量自由，按需照明；
燈具光譜自由，光色靈動(dòng)；
燈具位置自由，安裝隨意。
未來LED燈具形狀將不再局限于傳統(tǒng)燈具的形狀，而傾向于形狀自由化和隱藏性。形狀自由一方面滿足個(gè)性需求，另一方面則可作為裝飾品進(jìn)行點(diǎn)綴;而LED的隱藏性將以嵌入式的形式讓照明燈具隱藏起來但又無處不在。
同時(shí)LED照明產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)光照流明隨意控制，不再局限于某一區(qū)域某一情景中固定的瓦數(shù)，這將是一個(gè)極大的技術(shù)進(jìn)步。
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