LED行业具有比力长的财产链(包罗上游、中游、下游及应用产物),每一领域的技能特征和资本特征差别很大,从上游到中游再到下游,行业进入门槛逐步低落。上游外延片具有典范的“双高”(高技能、高资本)特点,中游芯片技能含量高、资本相对密集,下游封装在技能含量和资本投入上要低一些,而应用产物的技能含量和资本投入最低。仅从投资范围看,LED财产链各环节的情况大抵如下:
LED财产链投资范围估算
财产链节点 上游(外延片)
四元外延片 蓝绿芯片
中游(芯片)
红黄芯片
下游(封装) 应用产物
如手电筒、指示灯、信号
灯等
3000万元以上 2000万元以上 几十万或上百万 6000万元以上 5000万元以上
产物类别 GaN基外延片
投资范围 1亿元以上
注:按中小投资范围估算。
LED财产链的差别特点吸引了差别的投资东西。从我国海内来看,上游和中游的外延/芯片领域受到资本实力强大的企业的存眷,这些企业有上市公司(如江西联创、长电科技等),也有资本雄厚的民营企业(如深圳世纪晶源、厦门三安、大连路美等),目的是通过上游和中游高端切入,力争在LED领域占据主导职位;但该领域投资额度大,专业技能人才比力匮乏,投资风险比力大,已投资企业的回报率还不高。下游封装领域近期也受到投资者的高度存眷,相对付外延芯片“双高”的特点,投资封装领域不光可以低落技能风险,且投资范围适中,越发靠近于应用市场而低落市场风险,故受到投资者的青睐,尤其是对功率型封装越发布满期望;但该领域用高品质芯片还未完全国产化,根本
以进口为主,受制于人,很难购置到高品质产物,使功率型封装行业受到很大的生长阻力。应用产物的市场准入门槛最低,是直接面对终端市场的领域,技能风险小、投资额低并且接纳快,是小额资本进入LED行业的首选,如 圣诞灯、草坪灯、手电筒、指示灯、信号灯等产物,这类企业在深圳、广州、厦门、宁波等地已经形成了财产集聚;但因该领域进入门槛低,市场竞争日益猛烈,定单对企业的生存与生长致关重要,多数厂商接纳低价竞争计谋,产物品质缺乏根本包管。
MOCVD系统和封装设备是我国生长半导体照明财产的重要瓶颈之一,设备国产化不光是当务之急更是局势所趋。目前, 中科院半导体所 、 中国电子科技团体第 48研究所和南昌大学等单元已经在政府有关筹划的支持下开始MOCVD系统的开发,并取得了阶段性结果;中国电子科技团体第45研究所 等单元也在投资着手后封装设备(如粘片机等)的开发及财产化。
我国台湾地域生长 LED财产是典范的下游切入模式,即通过二十多年下游封装领域的经验积聚,逐步延伸拓展到上游/中游的外延片/芯片领域。 目前 ,台湾约有 10余家下游封装厂商和14家上游外延片厂商。在整个财产链上的投资,从2000年开始急剧增加,尤其 是2003年产能扩充到达了新的高度,且诸多上游厂商相继将业务延伸到中游,同时,上游、中游和下游厂商相互持股现象日趋明显,这自己也是一种投资计谋联盟。
在 LED下游封装领域,1975年 以 LED封装业务为主的光宝科技公司创建,标记着台湾正式开启LED领域大门。虽然台湾进入LED封装领域的历史较早,但早期投资主要以中低端普通亮度LED为主,由于产物单价较低,因此占全球产值比例并不高。事实上,台湾地域对封装高端领域的投资热潮主要源于2000年开始的手机需求大增,导致SMD型LED需求激增,台湾厂商纷纷投资进入SMD型LED领域,使得台湾占全球产值比例逐渐上升。但因过分看妙手机市场,各厂商全力扩充SMD生产线( 厂商产能扩充幅度最大的时点为 2003年 ),由于台湾封装厂仍以大陆与韩国为主要销售市场,受到大陆手机库存偏高的影响,包罗亿光电子、佰鸿光电与宏齐光电等一线大厂均未到达预期目标。另一方面,在汽车市场领域,由于认证时间长,且增长趋势较为平缓,市场现实需
求尚小。可见,目前因手机背光源应用趋于饱和,新应用(大尺寸 LCD背光源、汽车应用)仍无法快速衔接上,台湾封装 厂商产能扩充已经告一段落 ,经营计谋相继转向多元化和差别化,如 亿光科技着力培育 OLED成为第二利润增长点,璨圆和晶电实现了ITO蓝光LED量产 。
在 LED上游/中游的外延片/芯片领域,虽然台湾起步较晚,但是近年来投资力度非常之大,到2003年底,台湾用于生产外延片设备的MOCVD已达250台,2004年守旧预计新购置的MOCVD系统也将凌驾30台,堪称全球设备密度最高的地域,台湾在中上游的实力和职位越来越不容忽视。与此同时,由于近年来新设立的小厂纷纷涌现,且均以蓝光为主,因巨细厂商产物质量良莠不齐,从而造成了低端产物供过于求而高端产物求过于供的竞争状况。
面对市场竞争的加剧, 2005年一场新的财产整合和投资并购汹涌澎拜。继 联电以 1849万余股参股 元砷 光电后,8月,台湾第一和第二大LED企业, 晶元与国联宣布归并,归并后的晶元电,除跃升为全球最大四元 LED 供给商外,在蓝光 LED 产量方面,晶元电也将仅次于日亚化、美国 Cree 、日本 Toyota Gosei 、元砷等企业,成为全球前 5 大蓝光 LED 供给商。我国 LED 财产开始步入投资并购时代。
实现中国半导体照明财产跨跃式生长的计谋研究
生长半导体照明财产的意义重大,但离进入普通照明市场,在技能上需有重大突破,并且产物本钱需大幅度低落,还需要政府、行业协会、财产联盟、研究部分和企业单元通力互助,经过长时间的努力才气实现。目前,世界各都城对 半 导体照明财产赐与重点支持和高度存眷,中国要想在这场争夺战中赢得胜利,就必须有行之有效的应对计谋。
1.实施扩大海内需求为主、分身外部需求的市场生长计谋
中国半导体照明财产应该以市场驱动,以用立业,其目标市场应该逐渐转向海内、国际市场并重。一方面继承扩大出口,以提高国际市场份额为目标,
使中国成为全球半导体照明财产生产大国;另一方面,通过政府采购、示范工程等种种方法扩大海内市场需求,推动 LED产物应用,加大对传统照明市场的渗透。
2.实施自主创新与引进相结合的财产技能计谋,以及发明专利与实用专利并重的知识产权计谋来自.... .
中国在半导体照明财产技能生长上应该接纳自主创新与技能引进相结合的计谋 ,突破财产技能瓶颈。在知识产权方面,勉励多种技能路线并存,勉励发明创新,以外围专利困绕焦点专利。 上中游财产以开拓新的白光技能路线为主,生长市场前景好、可操纵性强的技能,并以发明专利为主进行专利申报;同时不放松对上中游财产主流技能路线的外围专利技能开发,形成以外围专利困绕焦点专利的态势,在市场竞争中占据有利职位。在下游封装及应用产物领域,充实发挥我国实用新型专利多的优势,提倡申报应用产物的外观设计专利。
尽快创建中国半导体照明财产知识产权联盟, 研究布署专利战略(限制性、原创性),设立国度半导体照明财产专利池,以应对可能的知识产权纠纷和诉讼。
3.实施龙头动员、巨细并举的财产组织计谋
中国半导体照明财产生长应重点培育龙头企业,扶持大企业的生长。使大企业结合中小企业,漫衍在差别的财产环节,配合创建完整的、高度垂直分工的财产链以及财产互助网络。对付大型企业,应该力争通过焦点技能研发、互助合资、收购吞并等方法,成为代价链高度整合的 LED企业。对付中小型企业,应该以市场为导向,接纳会合计谋,将有限资源投入特定细分市场。政府也应该积极引导中小企业进入大企业的生长体系,勉励中小企业计谋联盟,形成财产群聚优势。利用财产集群的聚集经济性加快半导体照明财产生长速度,构建虚拟的高度垂直分工的互助体系。 4、实施加大投入、整合资源的政府引导计谋
从节约能源的战略高度加大国度资金投入,创建 国度半导体照明工程研发中心与检测中心 ,针对半导体照明领域的前沿高端技能进行底子研究和技能研发,以得到焦点专利技能,保障中国半导体照明财产未来拥有焦点竞争力。别的, 半导体照明财产涉及科技、都会筹划、环保、交通、电力、修建等多个部分,要实现生产要素的有效配置和高效协作,必须强化政府的宏观引导,统筹结构,会合资源,重点突破。制订并实施财产导向政策、技能政策、人才政策以及其它相关优惠政策,是财产康健生长的须要情况。 5、 实施垂直化分工的集群化财产结构计谋
在财产结构方面,接纳非均衡生长、效率优先、适度集聚、分身公正的计谋, 选择有条件的地域创建垂直分工、公道结构的范围化、集群化财产基地。通过专业性、特色化的基地建立,有效地整合资本、人才、技能等生产要素,发挥基地的集聚、孵化、辐射和示范作用, 引导关联企业走向财产集群,快速提高财产会合度, 形成以半导体照明为载体,与能源、情况一体化协调生长的财产体系,实现要害原质料、设备和配套产物的国产化,提高基地财产的配套能力。 通过技能攻关、示范工程、资金信贷支持及优惠政策,优先扶持一批重点企业,加快启动一批重点项目的建立,推动财产技能升级和企业范围化经营,尽快形成有国际竞争力的范围化龙头企业。 6.实施以政府采购为重要引导的财产应用示范计谋
充实利用北京奥运、上海世博会的契机,配合国度半导体照明工程,协调勉励各地域及企业积极到场半导体照明应用示范工程建立,在更大范畴内推广应用半导体照明技能。重点选择一批有影响力的重大工程、著名修建和景观以及大众场合,通过政府采购,开展半导体照明应用示范工程建立。对今后都会筹划建立的重大标记性工程项目,积极引导推广应用半导体照明产物,通过示范工程营造市场情况,动员市场需求,同时积极引导技能创新,来推动应用产物的技能集成。
7.实施“两种资源,两个市场”的国际互助计谋
以全球化视野,利用海内外两个市场,在人才、市场、技能等方面 全方位开展国际互助, 整合全球种种资源, 积极到场国际市场竞争,不停提升国际竞争力。
实施人才全球化战略,以“不为我有、但为我用”的用人原则,积极引进国际上成熟的研发人才和团队(尤其是领军人物和工程化技能人才),在海内形成一批技能带头人,尽快抢占技能高地。
积极引进国际大型半导体照明公司参加我国半导体照明财产链,动员海内企业水平的全面提升,并通过产物本地化进程培养技能人才;勉励有实力的企业和跨国公司创建联合的研发中心;勉励企业走出去,在美、日、韩等 LED技能水平较高的国度创建研发基地,利用本地技能人才进行技能研究和新产物开发。
紧紧抓住国际半导体照明市场生长迅速的契机,勉励海内主干企业积极开拓国际市场,鼎力大举生长高附加值应用产物,逐步实现由低端产物向高端产物的转变。
美国半导体制造技能战略联盟(Sematech)阐发
在美国政府财务资助下,乐成的战略技能联盟莫过于半导体制造技能战略联盟 Sematech(Semiconductor Manufacturing Technology)
80年代末90年代初,半导体财产是最大的高技能财产之一,并且该财产还为其它的高技能财产提供产物,如电子盘算机设备以及电讯设备;同时,半导体财产还排在研究生长运动最密集的财产行列。正因如此,为勉励革新美国的半导体生产技能,1987年,在美国政府年预算补贴10亿美元的资助下,14家在美国半导体制造业中居领先职位的企业组成R&D战略技能联盟,即Sematech。其使命有二:其一,提高半导体技能的研究数量;其二,为联盟内的成员企业提供研发资源,使其能够分享结果、淘汰重复研究造成的浪费。Sematech会合于一般的历程研发,而不是产物研发。凭据一些学者的研究,这种战略技能联
盟会使其成员企业受益,且不会威胁它们的焦点能力。Sematech卖力购置、测试半导体制造设备,将技能知识流传给其成员企业,通过统一购置和测试,可以淘汰企业重复开发、查验新的东西,从而低落设备开发及引进的本钱。
由于创建 Sematech的宗旨是提高美国海内半导体财产的技能,因此,其成员只限于美国海内的半导体企业,外洋企业在美国的子公司不能参加(如1988年,日立公司在美国分公司的参加申请就被拒绝),但是,对与外洋企业进行互助经营的合资企业没有限制。Sematech不能到场半导体产物的销售,不能设计半导体产物,不能限制其成员企业在战略联盟以外的R&D支出。Sematech的成员企业有义务为联盟提供资金资源和人力资源。如成员企业需将其半导体销售收益的1%上缴给联盟,也就是说,最低交纳1百万美元,最高交纳1500万美元。在人力资源方面,Sematech内的400个技能人员中,约莫有220个来自于其成员企业,来自战略技能联盟成员企业的技能人员将在Sematech在奥斯汀的总部事情6-30个月。虽然Sematech也存在一些缺点,如其交纳成员费政策(成员企业需将半导体销售收益的1%上缴给联盟)就广受批判。这一用度对销售额低于1000万美元的企业是相当重的财务包袱、而对销售额凌驾15亿美元的企业来说却又微不敷道。据一些较小范围的企业称,他们包袱不起如此昂贵的用度,也不能将其企业中最好的技能人员派到Sematech总部事情一年或更长的时间。并且,纵然它们可以参加Sematech,它们对配合研究的进程的影响也非常有限。但是也应当看到,美国的半导体技能研究战略联盟逐渐使其成员企业低落用于R&D运动的支出,淘汰了重复研究,实现研究结果共享。这意味着,联盟内的R&D支出比单个企业的R&D支出更有效率,即R&D支出淘汰,而研究运动增加;大概说用更少的支出,做相同数量的研究。同时也意味着,如果没有政府的预算资助,联盟内的成员企业更倾向于自主地资助战略联盟的R&D运动。同时,研究也表明,Sematech对非成员的半导体企业的技能溢出也在提高。
中国半导体照明财产生长机会与竞争优势阐发
良好的外部经济情况为财产生长提供了良好生长机会。一方面,中国经济的高速生长,消费水平和消费看法的变革,以及特殊消费领域的需要等,都为中国半导体照明财产提供了辽阔的市场生长空间。我国的都会化进程加快,房地产市场繁荣,在都会亮化、景观装饰等方面市场增长强劲,同时我国在大屏幕显示、背光源、汽车应用等市场方面生长迅速,为半导体照明创造了 庞 大的市场。
同时,半导体照明新兴财产的特点使实现行业赶超成为可能。 LED作为未成熟财产,与发达国度的差距相对成熟财产要小一些,同时中国已形成了一定的财产和技能研发底子,有形成具有国际竞争力的财产的时机;尤其是在半导体白光照明领域与国际差距不大,技能进展很快。未来要到达200lm/W的白光照明目标,技能路线可能与目前技能路线会有所差别,我们仍然有实现技能突破的可能,突破外洋专利的困绕。
别的,全球化的财产趋势为财产生长创造了良好机会。全球经济一体化兴起,国际半导体照明财产正在向我国进行财产梯次转移,使中国的半导体照明财产有实现跨越式生长的可能。同时,中国企业可以通过联合、吞并等多种战略手段来获取其它国度的资源,弥补差距;从国际上招募研发人才,寻求技能突破,领先进入市场。
在良好外部情况促成财产生长历史机会的同时,我国半导体照明财产自身也显示出了巨大的竞争优势潜力。
首先是政策情况的优势。政府积极推动,创建了跨部委的国度半导体照明协调领导小组,启动了“国度半导体照明工程”。国度“ 863”筹划、攻关筹划等对我国企业及研究机构投入了相应的资金以支持底子研究及技能研发,并创建了五个半导体照明财产化基地,启动了一批示范工程。
其次是市场的优势。 LED市场内需强劲、外需猛增 。巨大的海内市场需求一方面拉动半导体照明生长,同时有利于半导体照明财产链中的诸多环节实现范围经济效应。
再次是财产自身的优势。中国已形成了从原质料到外延片生产、芯片制备、器件封装及产物应用较完整的财产链,具备一定的财产底子和研发底子;我国制造业整体能力较强,尤其是半导体照明下游封装财产,具有财产集聚的优势;同时我国事传统照明财产出口大国,在传统照明领域具有一定优势,有助于半导体照明财产的生长。
另有资源上的优势。我国具有富厚的有色金属资源,镓、铟储量富厚,占世界储量的 80%,这对生长我国半导体照明财产具有得天独厚的优势;同时, 大量的民间闲置资本投资于半导体照明财产已成为热点。
最后是我国的本钱优势。中国劳动力本钱低廉,相当于发达国度劳动力本钱的 1/20-1/10,具有劳动力本钱优势。
中国半导体照明财产亟需政策支持
凭据国度新质料行业生产力促进中心财产研究部的一项最新观察显示,我国半导体照明财产界对 生长半导体照明财产有较强的政策需求。
首先,在当前财产生长的政策制约方面,依次为: 增值税率高、所得税率高;融资困难;研发投入不敷;人才紧缺;用地紧张;进口设备招标影响工程进度 /海关手续繁琐等。
其次,在未来财产生长的政府需求方面,依次为: 创建创建多部分联合专门小组,协调指导;创建全国性行业联盟 / 协会,增强行业自律;创建专门的尺度事情委员会;税收支持;环保及节约能源政策;政府采购;专利掩护;人才引进、培养和培训;设立科技嘉奖基金等。
半导体照明财产干系我国整个第三代半导体技能生长
2006年2月15日召开的国度“十一五”半导体照明专项生长战略座谈会上,多位院士提出,半导体照明财产干系重大,其生长成败不但干系到照明领域在未来生长中的节能降耗问题,更重要的体现在我国整个第三代宽禁带半导体技能生长的生长上。甘子钊院士认为,要以陈良惠院士提出的泛半导体照明看法,从固体照明入手为第三带宽禁带半导体生长打底子,研究的偏向向衬底质料、
激光器、紫外等延伸;郑有斗院士也有同感,从外貌看是促进白光照明生长,其也是第三代宽禁带半导体技能的生长。应在现有的良好底子上,通过十一五的努力,形成我国自主创新的一个典范典范;秦国刚院士强调,半导体照明既干系节省能源又涉及第三代半导体技能和财产的生长,要从战略的高度进行课题设置,不但在器件研究方面,还应该结合半导体器件的其他的一些技能问题全面设置,充实研究。王占国院士在充实认同这种看法的同时,强调要重视人才的引进和国度平台的建立。同时,要针对研究的差别偏重点和偏向,做好与国度自然科学基金委和发改委、军工等部分的科研结合,作好上中下的战略摆设,在争取国度更大投入的前提下,会合资源,夯实底子,实现我国半导体照明财产以及整个第三代半导体技能的重点跨跃和康健生长。
美国利用纳米碳管研制出超亮LED
美国IBM与杜克大学的研究人员最近乐成地使单壁式纳米碳管
(single-walled carbon nanotube),发出高亮度的红外光。他们让纳米碳管的一部份悬挂在二氧化硅基板之上,并在单载子操纵(unipolar operation)下,结果使碳管悬空与受支撑处形成的接面发出高亮度的红外光。来自.... .
研究人员以化学气相沉积法(chemical vapour deposition),将直径2至3 nm的纳米碳管横放在刻有凹槽结构(trench)的二氧化硅基板上,使碳管的一部份高出凹槽上方,再参加钯(palladium)作为源极与漏极,在单载子传输条件下(即栅极电压约小于-3.1伏时会引发空穴传输,栅极电压大于-2.1伏会引发电子传输),纳米碳管被基板支撑与悬空部份形成的接面处会发出红外光,其发光效率在通入3 μA电流时约为每平方纳米每秒107个光子,比目前大面积的LED要高105倍。
研究人员认为纳米碳管发光的原因,在于纳米碳管被支撑与悬空部份的接面四周,碳管的能带会弯曲,产生的电场会加快载子,并进而生成激子(exciton,即束缚成对的电子及空穴);当电子-空穴对再结适时就会发光。凭据研究人员的盘算,这种引发方法的效率是分别从两端注入电子与空穴再结合效率的1000倍以上。
这项研究证明了在低维度纳米结构中,电子与空穴具有非常强的吸引力,而载子与原子振动间的耦合却很微弱,同时它也第一次证明在一维系统中,分子内热载子(高能载子)的撞击引发(impact excitation)现象。
由于纳米碳管发出的是波长1-2 μm的红外光,因此具有应用在光通讯上的潜力,同时,发光波长可以藉由改变碳管直径加以调解。别的,未来这些纳米碳管发光体也可与同样以碳管或以硅制成的电子组件整合在同一个芯片上,成为新的电子或光电组件。
景观照明艺术巧用LED光源 一、 景观与LED光源
科学需要阐发和理解,景观照明需要观赏和品味,艺术则需要深整 的直觉感悟。景观照明艺术必须透过光和照明,才气产生生命力。
照明可以改变情况的外观,艺术性的照明灯光和色彩,组成动态和静态的光、声、色的景观,更显示出景观庭园灯具的小品化、雕塑化、时装化,给大自然情况的粉饰。
随着人们思想意识,生活方法的不停改变,灯具、光源、质料、气势派头与设计方法都产生很大的变革。在选择适宜光源,除了经济因素外还要从整个光情况效果及质料的质感可靠性考虑,还注重自然情况与照明统一性。景观照明巧用LED光源就挣脱传统的一路设计。 二、 LED的光情况
为了提高可视性和抚玩性。LED已越来越多地应用到信号 和标识照明,门路上的交通信号灯,修建物中的诱导灯和勾勒轮廓的立面照明,都会广场、园林、步行街道的庭园灯光多色彩的照明,都是接纳超高亮度的LED后生产出来的,其优异的节能特点和极长的使用寿命,被灯光设计师和业主们青睐。
LED光源的特点:
1、发光均匀性好,发射光角在100o,发光率在40~50Lm/W。
2、光源平均寿命≥10万小时,不出现严重的光衰现象,发光衰减量≤10%,能耗≤24W。 3、发光波长应一致,光色RGB的发光强度应能连续变革 红光: λ=630nm~650 nm 黄光: λ=585nm~593 nm 绿光: λ=525nm~528 nm 蓝光: λ=467nm~473 nm
4、并可凭据情况整体要求进行编程控制,产生整体的艺术景观效果。 三、 色调
LED发光二极管有着柔和的光色,在广场和园林照明有较 强的艺术效果,它不但为人提供舒适的视觉条件,更需要通过种种光色的协调,体现景观照明气势派头,增加艺术美感,到达灯设计意图所刻意创造的空间景观,满足人的视觉需求、审美需求;心理需求。
由于夜景在庭园灯光小品上反应的颜色对人所产生的视觉感觉,体现出差别的色调、艺术欣赏、文化条理。赤色是暖色调,使人联想到太阳、红旗、火,使人感觉到热情、温暖、热烈;黄色属偏暖色调,给人高尚、灼烁、高兴的感觉;绿色是森林的主调,富有生机,它使人想到青山绿水,春灼烁媚,生气勃勃,象征青春、宁静、康健;蓝色是一种极其次冷静的色彩,形成幽雅、宁静的气氛,使人联想到碧蓝的海洋,蔚蓝的天空;白色是冷色调,它常使人想到冰雪,想到严寒,给人以优雅、单纯、平和感觉。
四、以下介绍海内景点的LED灯光案例阐发: 1、古典景观型
婺源明清气势派头的商业步行街,接纳高峻红火的鞭炮景观雕塑灯造型来陪衬古代明清时代老修建“青砖小瓦马头墙,回廊挂落花格窗”的奇特风
姿,展示徽文化的缩影,组成一个红烛普照万民同乐的灯光主题—“喜庆”。红火的鞭炮景观灯,从设计看法上,接纳直接转达方法,赤色是生命的、豪情的象征,灯型与雕塑艺术品并置,比拟高反差造成视网膜的刺激,引发人们对现代商业街消费文化品位,让民众进入所谓“艺术殿堂”与LED灯光艺术零距离打仗的时机,提高商业百货品品的消费理念,给购物的人群增添许多乐趣。整个灯光设计到摆设营造出一种古朴、优雅、气势特殊的情况与一种跨越时空的感觉,灯光夜景如同一条赤色文化带流贯全境,形成了素有“奇山异水,天下独绝”美称,红灯鞭炮喜故里,夜市千灯照婺源。 2、自然生态型
位于百家湖畔的南京首座灯光文化广场—百鸟朝凤广场,在设计手法气势派头上追求一种自然生态的温情感,以飞燕、光影、别致造型为设计主题,追求绿林、绿地、绿带的自然生态灯光情况,体现广场文化品位的雕塑小品;汉、明、清的太阳岛—象征传统文化;龙凤墙、凤栖牡丹和鹰—象征腾飞;少女和鸽子—象征希望与宁静;飞燕景观灯造型新颖,构想巧妙,灯罩形如燕子翱翔,其轻盈的曲线生动天真,楚楚感人。整个设计的追求就是对设计语言的追求,在乎其空间、光影、色彩的感觉。
对自然情况空间界面所追求的是一种动感穿插的效果,使空间形成能相互流动起来,更显其自然空间性格轻松。自然情况空间是室外设计的底子底子,公道良好的空间形式,自然而然的就对空间中灯光色彩与大自然色彩配置提出了下意识的要求。所要注意的是色彩,一定是空间的色彩,是体现空间的特征的色彩。只有这样,才气形色互补,成为整体。
所有的空间、色彩等都是通过光来体现的。光反应了空间的特征,光反应了空间的品位,光反应了空间的情感。白昼,自然光通过太阳光的直接照射,夜晚则通过光源在空间中的配置来营造美好的感觉。整个广场设计接纳飞利浦CDM-T和LED发光二极管的光源,且强调局部照明和重点照明,强调配光,色温与显色,强调光源点在空间中的适当分派,使光芒在空间中产生节奏感。
对付室外照明设计,注重广场自然情况创意结构,空间仅是作为舞台上光色、光影,自然情况才是主角。 3、广场亲水型
湖北省襄樊诸葛亮广场北区会展中心大楼是一节一会的主要场合,从外形上看会展中心的屋顶像诸葛孔明的帽沿一样成波浪形。此处专门为广场设计了一组合大型光辉的庭园灯,高度为6m,与气势雄伟的会展中心大楼修建形成统一的格式。此款灯型近似舢板,看江水奔涌,百舸争流,远如船帆点点,宽阔视野中舒缓情怀。
透光灯罩选用进口自洁柔光张拉膜技能,在海内此技能尚称首位,应用在照明行业领域中首次实验。灯光雕塑膜技能——利用灯光对透光膜以内部进行垂直照射而产生发光的雕塑化小品, 形成内打外透,灯杆上段内置赤色LED光源,做为帮助光,创造出富有条理光影的立体感。 灯光雕塑化小品
(1)起到简便、优美、像帆船曲面造型;
(2)灯光漫射,渗透空间的视觉。此款灯具喻意深邃,展现了襄樊人容纳百川的博大胸怀。 4、现代追逐型
襄樊诸葛亮广场南区广场是一个生态绿化区,以园林绿化为主,整个绿化面积达70%,是休闲、散步、浪漫温馨的好去处。此处灯光不易太亮,并充实接纳暖色调照明为主线。在大面积的草坪绿地上,安顿一组合的玫瑰之约和世纪之光庭园灯,此款将反传统另类照明技能与现代数码控制柔光技能有机融合,利用超窄光束配置的特别发光器,改进和控制光学的发光,使光源产生一种平行直射的特性,地面12道光如同天作,出现特别明暗的光影图案,从而得到光、色、影的立体感,综合景观艺术效果和情况气氛。在灯的顶部可摆放抚玩类鲜花,白昼如擎天之柱留住好运,夜晚透出少女般羞涩丽影。
a.照明灯光----将差别的照明技能与灯光效果巧妙地加以组合幻化,光影的交织而产生差别的气氛。
b.光源配置----150W高压钠灯,光效高达97Lx/W;光色为金黄色之暖色光;无点灯偏向之限制,透露性强;光通量13500Lm;色温1900K。灯体上部为赤色或黄色LED光源。
c.光影比拟----灯光和阴影的比拟也是空间明暗比拟,这种形成明暗比拟所造成的光影效果,使空间的人和物产生立体感,还可促进空间的光通量和光强的总额平衡,创造出使人们感觉舒适的光情况,灯光条理的效果。 d.光色比拟----在同一灯体的上下空间接纳差别类型的光源,这时就出现了不相同的光色,组成光色比拟,发挥出异彩纷呈的景观艺术效果。 5、拱桥抚玩型
(1)、拱形正大桥是海门都会西面重要交通进出道口。为充实体现此桥的修建特色雄伟气势,以蓝色为主要色调,黄色为帮助色调,营造庄重、大方、团结向上的气氛。在大桥两侧接纳LED景观装饰光带(LED发光二极管)为主体立面照明,形成蓝色通体明澈的光带,动感追逐的灯光效果,驱动的空间络绎不绝。从视觉倾向冷静,清爽,比力切合沿海地域的气候特点,也意喻廉洁无私。
桥墩照明,为体现底部具有稳重感,接纳吸壁式投光灯,光源高压钠灯呈黄色,形成金黄色的照明效果,视觉倾向明亮柔和,陪衬周围气氛,也有政府面对市民群众温暖、亲切的寓言。同时蓝、黄两色组合在同色上也不矛盾,组成协调统一。
主桥上拱形桥钢缆外侧接纳LED景观装饰光带蓝色,勾勒轮廓,使整个正大桥造型奇特,以各个立面的差别照度变革加深立体感抚玩代价。夜晚通过用灯光这种特殊语言重塑正大桥雄伟造型的修建特色,使它无论在白昼照旧黑夜都成为海门对外形象的代表。真是:白昼是景,夜里添情。 (2)、高压钠灯技能参数:
型号 色温 显色性 光通量 光效 平均寿命 灯电流 灯电压 (V) 100 (K) (CRI) (Lm) (Lm/w) (小时) (A) 23 16500 110 32000 1.8 150W 2000 (3)、LED景观装饰光带技能参数:来自.... .
尺度事型号 规格 (mm) 光源 输入电压 (V) 功耗 亮灯 外罩材色彩 质 情 温度(0C) 超亮度 Ф50×1000 LED发BT/ZT Ф50×500 光二极管
LED光源照明技能及在灯光情况中的应用
LED 光源在照明领域的应用,是半导体发光质料技能高速生长及“绿色照明”看法逐步深入人心的产物。“绿色照明”是外洋照明领域在上世纪 80 年代末提出的新看法,我国“绿色照明工程”的实施始于 1996 年。实现这一筹划的重要步调就是要生长和推广高效、节能照明器具,节约照明用电,淘汰情况及光污染,创建一个优质高效、经济舒适、宁静可靠、有益情况的照明系统。
一、 LED 照明看法
LED ( Lighy Emitting Diode ),又称发光二极管,它们利用固体半导体芯片作为发光质料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子产生复合,放出
220 单色 有色蓝蓝色 每米8W 聚碳酸酯 罩 -40~120 正常事情 IP65 防护 品级 过剩的能量而引起光子发射产生可见光。 (一) LED 的生长历史
应用半导体 P · N 结发光源原理制成 LED 问世于 20 世纪 60 年代初, 1964 年首先出现赤色发光二极管,之后出现黄色 LED 。直到 1994 年蓝色、绿色 LED 才研制乐成。 1996 年由日本 Nichia 公司(日亚)乐成开发出白色 LED 。
LED 以其固有的特点,如省电、寿命长、耐震动,响应速度快、冷光源等特点,遍及应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域,在我们的日常生活中到处可见,家用电器、电话机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等。但由于其亮度差、代价昂贵等条件的限制,无法作为通用光源推广应用。 近几年来,随着人们对半导体发光质料研究的不停深入, LED 制造工艺的不停进步和新质料(氮化物晶体和荧光粉)的开发和应用,种种颜色的超高亮度 LED 取得了突破性进展,其发光效率提高了近 1000 倍,色度方面已实现了可见光波段的所有颜色,其中最重要的是超高亮度白光 LED 的出现,使 LED 应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。曾经有人指出,高亮度 LED 将是人类继爱迪生发明白炽灯胆后,最伟大的发明之一。 (二) LED 发光原理
发光二极管主要由 PN 结芯片、电极和光学系统组成。其发光体——晶片的面积为 10.12mil ( 1mil=0.0254 平方毫米),目前国际上出现大晶片 LED ,晶片面积达 40mil 。
其发光历程包罗三部分:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中,当电子经过该晶片时,带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合,电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量(带隙)越大,产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应,可见光的频谱范畴内,蓝色光、紫色光携带的能量最多,桔色光、赤色光携带的能量最少。由于差别的质料具有差别的带隙,从而能够发出差别颜色的光。
LED 照明光源的主流将是高亮度的白光 LED 。目前,已商品化的白光 LED 多是二波长,即以蓝光单晶片加上 YAG 黄色荧光粉混淆产生白光。未来较被看
好的是三波长白光 LED ,即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混淆产生白光,它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯胆及 LED 背光源等市场。 (三) LED 光源的根本特征 1、发光效率高
LED 经过几十年的技能改进,其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为 12-24 流明/瓦,荧光灯 50 ~ 70 流明/瓦,钠灯 90 ~ 140 流明/瓦,大部分的耗电酿成热量损耗。 LED 光效经改进后将到达达 50 ~ 200 流明/瓦,并且其光的单色性好、光谱窄,无需过滤可直接发出有色可见光。目前,世界各国均加紧提高 LED 光效方面的研究,在不远的未来其发光效率将有更大的提高。 2、耗电量少
LED 单管功率 0.03 ~ 0.06 瓦,接纳直流驱动,单管驱动电压 1.5 ~ 3.5 伏,电流 15 ~ 18 毫安,反响速度快,可在高频操纵。同样照明效果的情况下,耗电量是白炽灯胆的八分之一,荧光灯管的二分之一、日本预计,如接纳光效比荧光灯还要高两倍的 LED 替代日本一半的白炽灯和荧光灯。每年可节约相当于 60 亿升原油。就桥梁护栏灯例,同样效果的一支日光灯 40 多瓦,而接纳 LED 每支的功率只有 8 瓦,并且可以七彩变革。 3、使用寿命长
接纳电子光场辐射发光,灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而接纳 LED 灯体积小、重量轻,环氧树脂封装,可蒙受高强度机器打击和震动,不易破碎。平均寿命达 10 万小时。 LED 灯具使用寿命可达 5 ~ 10 年,可以大大低落灯具的维护用度,制止经常换灯之苦。 4、宁静可靠性强
发热量低,无热辐射,冷光源,可以宁静抵摸:能精确控制光型及发光角度,光色柔和,无眩光;不含汞、钠元素等可能危害康健的物质。内置微处置惩罚系统可以控制发光强度,调解发光方法,实现光与艺术结合。 5、有利于环保
LED 为全固体发光体,耐震、耐打击不易破碎,废弃物可接纳,没有污染。光源体积小,可以随意组合,易开发成轻便薄短小型照明产物,也便于安
装和维护。
固然,节能是我们考虑使用 LED 光源的最主要原因,也许 LED 光源要比传统光源昂贵,但是用一年时间的节能收回光源的投资,从而得到 4 ~ 9 年中每年几倍的节能净收益期。来自.资料搜索网 中国最大的资料库下载 二、 LED 照明光源技能的应用前景及趋势
恒久以来,由于 LED 光效低的原因,其应用主要会合在种种显示领域。随着超高亮度 LED (特别是白光 LED )的出现,在照明领域的应用成为可能。据国际权威机构预测,二十一世纪将进入以 LED 为代表的新型照明光源时代,被称为第四代新光源。 (一)前景及生长趋势
目前,照明消耗约占整个电力消耗的 20% ,大大低落照明用电是节省能源的重要途径,为实现这一目标业界已研究开发出许多种节能照明器具,并到达了一定的成效。但是,距离“绿色照明”的要求还远远不敷,开发和应用更高效、可靠、宁静、耐用的新型光源势在必行。 LED 以其固有的优越性正吸引着世界的目光。美国、日本等国度和台湾地域对 LED 照明效益进行了预测,美国 55% 白炽灯及 55% 的日光灯被 LED 取代,每年节省 350 亿美元电费,每年淘汰 7.55 亿吨二氧化碳排放量。日本 100% 白炽灯换成 LED ,可淘汰 1 ~ 2 座核电厂发电量,每年节省 10 亿公升以上的原油消耗。台湾地域 25% 白炽灯及 100% 的日光灯被白光 LED 取代,每年节省 110 亿度电。日本早在 1998 年就体例“ 21 世纪筹划”,针对新世纪照明用 LED 光源进行实用性研究。近年来,日本日亚化工、丰田合成、 SONY 、佳友电工等都已有 LED 照明产物问世。世界著名的照明公司如飞利浦、欧司朗、 GE 等也投入大量的人力物力进行 LED 照明产物的研究开发和生产。美国 GE 公司和 EMCORE 公司互助创建新公司,专门开发白光 LED ,以取代白炽灯、紧凑型荧光灯、卤钨灯和汽车灯。德国欧司朗公司与西门子公司互助开发 LED 照明系统。台湾目前的 LED 产量仅次于日本列在美国之前,从 1998 年开始投入 6 亿台币进行相关开发事情。 LED 生长历史已经几十年,但在照明领域的应用照旧新技能。随着 LED 技能的迅猛生长,其发光效率的逐步提高, LED 的应用市场将越发遍及,特别在全球能源短缺的忧虑再度升高的配景下, LED 在照明市场的前景更备受全球瞩
目,被业界认为在未来 10 年成为最被看好的市场以及最大的市场将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品。 (二)照明应用中存在的主要技能问题
近年来, LED 的发光效率正在逐步提高,商品化的器件已到达白炽灯的水平,景观灯接纳的白色 LED 发光效率靠近荧光灯的水平,并在稳步增长中。但是,在照明普及应用方面仍存在一些技能性问题:
一是光通量有待进一步提高。接纳 LED 作为照明光源,必须可以发出更多的光,必须具有更高的能量效率。
二是 LED 发出的光与自然光仍有一定的差距。白炽灯具有非常强的黄色光的身分,给人一种温暖的感觉。而白光 LED 发出的白光带有蓝色光的身分,在这种光的照明下,人们的视觉不很自然。
三是代价较高。这是影响 LED 照明普及的主要原因。但是,近年来出于晶片技能的改进,制造本钱正在急剧下降,近三年来 LED 的代价下降了近 50% ,其正朝着高效率、低本钱的偏向生长,这为 LED 在照明领域的应用提供了有利条件。别的,较好的性价比也可以弥补本钱代价方面的不敷。 三、 LED 照明技能在灯光情况中的应用
由于 LED 光源具有发光效率高、耗电量少、使用寿命长、宁静可靠性强,有利于环保等特性,近几年来在都会灯光情况中得到了遍及的应用。目前已应用于数码幻彩、护栏照明、广场照明、庭院照明、投光照明、水下照明系列。许多都会利用 LED 光源照明技能应用于都会灯光情况建立中,产生了良好的效果,积聚了富厚的的经验。如广州电力大厦、广州鹤洞大桥、广州工商行大厦、珠海迎宾南路灯光工程、东莞中心城区灯光工程、郑州河南医科大立交桥、上海延安路灯光工程、湖南常德市丹阳天桥、南通市通讯塔灯光工程等。 随着全都城会化的进一步生长,灯光情况(包罗路灯、景观灯、艺术灯等)建立领域将不停扩大, LED 光源的应用也将不停生长。 LED 作为第四代新光源,在都会景观灯建立领域中已得到了有效的应用,但要在路灯建立和维护中取代大功率的高压钠灯、高压汞灯、金卤灯等光源,还需进一步的研究和探讨,认真解决 LED 光源在照明应用中存在的技能问题,还需 LED 光源生产厂
家结合路灯行业的实际情况,生产切合路灯建立和维修所需的新产物,使第四代新光源在都会照明建立中发挥更大的作用。
21世纪的灼烁--白光LED产物生长简析
在技能方面白光LED目前主要分为两种发光方法:目前主要的商品化作法是日亚化学(Nichia)以460nm波长的InGaN蓝光晶粒涂上一层YAG荧光物质,利用蓝光LED照射此一荧光物质以产生与蓝光互补的555nm波长黄光,再利用透镜原理将互补的黄光、蓝光予以混淆,便可得出肉眼所需的白光。白光LED开发底子在于蓝光技能,目前在蓝光LED技能方面仍以日亚化学领先,拥有众多专利权。第二种是日本住友电工亦开发出以ZnSe为质料的白光LED,不外发光效率较差,但由于目前白光LED市场热销,仍出现供不应由求现象。 业界表面
在LED业者中,日亚化学是最早运用上述技能工艺研发出差别波长的高亮度LED,以及蓝紫光半导体激光(Laser Diode;LD),是业界握有蓝光LED专利权的重量级业者。在日亚化学取得兰色LED生产及电极结构等众多根本专利后,对峙不对外提供授权,仅采自行生产计谋,意图独占市场,使得蓝光LED代价奋发。但其他已具备生产能力的业者相当不以为然,部分日系LED业者认为,日亚化工的计谋,将使日本在蓝光及白光LED竞争中,逐步被欧美及其他国度的LED业者抢得先机,届时将对整体日本LED财产造成严重伤害。因此许多业者便千方百计进行蓝光LED的研产生产。目前除日亚化学和住友电工外,另有丰田合成、罗沐、东芝和夏普,美商Cree,全球3大照明厂奇异、飞利浦、欧司
朗以及HP、Siemens、 Research、EMCORE等都投入了该产物的研产生产,对促进白光LED产物的财产化、市场化方面起到了积极的促进作用。 白光LED的特色
白光LED是最被看好的LED新兴产物,其在照明市场的生长潜力值得期待。与白炽钨丝灯胆及荧光灯相比,LED具有体积小(多颗、多种组合)、发热量低(没有热幅射)、耗电量小(低电压、低电流起动)、寿命长(1万小时以上)、反响速度快(可在高频操纵)、环保(耐震、耐打击不易破、废弃物可接纳,没有污染)、可平面封装易开发成轻薄短小产物等优点,没有白炽灯胆高耗电、易碎及日光灯废弃物含汞污染的问题等缺点,是被业界看幸亏未来10年内,成为替代传统照明器具的一大潜力商品。
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LED奥运重大工程示范项目进入启动准备阶段
近一个月来,LED奥运重大工程示范项目进入紧张准备阶段。在国度半导体照明工程攻关项目治理办公室和北京市“2008”工程建立指挥部办公室的组织协调下,“08指挥办”工程部和技能部、北京市奥科委办公室、国度半导体照明工程研发及财产联盟、及奥运中心建立治理公司——新奥团体等相关部分举行多次协调会,就LED奥运重大工程示范项目的事情步伐、组织分工及进程摆设等已告竣共鸣。近日,奥运中心区LED景观照明总体筹划事情已正式展开。各主要奥运场馆及场区配合总体筹划,也开始积极准备各场馆场区的LED应用方案设计的启动事情。国度半导体照明工程研发及财产联盟作为主要的到场机构,将在总体筹划、方案设计和论证,组织专家和企业,开展共性技能攻关、制定尺度范例、质量监控等方面发挥重要的作用。到场各方一致希望并且相信,LED在奥运重大工程中的应用对付2008北京奥运实现三大理念,将起到极
好的显示作用,同时借助奥运项目的影响力,也将更好更有效地扩大LED应用的示范效应,影响和推动LED财产的更快生长。
统计数据:2005年照明产物进出口情况简析
2005年照明电器产物出口额累计为79.5亿美元,比2004年的67亿美元增长了18.6%;进口累计14.3亿美元,比2004年的10亿美元增长了43%(注:以上统计未包罗LED进出口的数据)。 出口
钨钼质料钨钼质料出口额同比翻了一番,主要原因是钨钼质料国际市场代价大涨。以钨钼丝为例,2005年与2004年相比,钨丝出口量增长19.4%,出口额增长41.6%,钼丝出口量增长37.3%,出口额增长161%。(今天又涨了几多?全方位自选股跟踪… )
镇流器电子镇流器的出口量与出口额分别比2004年增长12.8%和40%,2005年电子镇流器出口额达4.3亿美元,主要出口国度和地域为:美国、德国、墨西哥、日本、波兰、荷兰及我国台湾和香港等。
电感镇流器的出口量和出口额分别比2004年增长15%和28.4%,2005年电感镇流器出口额为1.3亿美元。
从以上数据可以看出,除汇率因素与原质料代价上涨外,镇流器代价是呈上升趋势。
电光源电光源产物中白炽灯根本与2004年度持平,卤钨灯略有增长,值得提出的是荧光灯与HID灯。
荧光灯出口量同比增长19.9%,出口额增长24.9%,荧光灯出口中主要为紧凑型荧光灯,紧凑型荧光灯出口量已凌驾12亿支。
2005年荧光灯出口额为9.7亿美元。主要出口国度和地域为:美国、印度尼西亚、巴西、日本、德国、韩国、波兰、加拿大、墨西哥、土耳其等。 HID灯出口量同比增长9%,出口额增长102%。2005年HID灯出口代价上涨幅度之大有些令人难以置信。仔细阐发可知,由于HID包罗了高压汞灯,高压钠灯和金卤灯,而金卤灯与汞灯代价差距很大,说明2005年HID灯出口当中,金卤灯的数量有了明显增长。2005年出口额到达2.1亿美元,主要出口国度和地域为:美国、韩国、德国、巴西、阿联酋、加拿大及我国台湾、香港等。
灯具室内外灯具的出口额同比增长19.2%,2005年出口额达35亿美元。主要出口国度和地域为:美国、德国、英国、日本、西班牙、加拿大、比利时、荷兰、意大利及香港特别行政区等。
圣诞灯具的出口额同比增长19.6%,2005年出口颇为8.5亿美元。 LED2004年LED出口额为6.4亿美元,2005年为11.6亿美元,险些翻了一番。 进口
进口产物中以光源为主,灯具进口比力少。
汽车灯汽车灯进口2005年比2004年大幅淘汰,淘汰幅度为30%,主要是淘汰了日本和韩国的进口,而德国及我国台湾地域根本持平。
HID灯HID灯进口增长32%,进口额达2.4亿美元,进口增长主要来自日本,增长50%,其它另有比利时、德国及我国台湾地域。
放电管值得引起注意的是放电管进口量增长194%,进口额增长131%,达4.3亿美元。这是种种进口产物中金额最大的一项,且最近两年大幅增长。
阐发原因认为是海内企业组装金卤灯、陶瓷金卤灯或UHP灯等用进口电弧管所致。
LED2005年LED进口额达25.6亿美元,同比增长24.2%。主要进口国度和地域是:日本、韩国、马来西亚、德国、美国及我国台湾、香港等。
半导体芯片在照明领域的推广应用
技能提要和特点:作为新型高效固态照明光源,半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯是局势所趋。我公司研究开发适用于室内外照明工程的LED照明系统,包罗灯具及其配套的散热和驱动控制系统,完全可以为照明财产生长和北京2008年第29届奥运会场馆建立做出孝敬。
项目将促进北京LED相关产物的研究开发及应用市场的生长,进而对付北京市半导体照明上、中、下游财产的生长产生积极作用。半导体照明光源产物技能与“建立资源节约型社会”的国度资源政策和北京“科技奥运”理念十分吻合,集“科技、人文、绿色”特点于一体,是新兴的照明光源,技能含量高;由于具有显著的节能优点,因而,半导体光源的应用是实现“绿色照明”的最重要的途径之一。
技能创新性:半导体照明光源具有寿命长、节能、宁静、绿色环保、色彩富厚、微型化等显著优点。半导体照明设备的耗电量仅为普通白炽灯的1/10,而使用寿命却可以延长100倍。
LED背光模块的生长动向
以往被问及有关LED光源是否对液晶面板(panel)的产物差别化有资助时,大多数的液晶面板业者都接纳保存态度,不外这样的现象最近开始有松动的迹象,主要原因是LED的发光效率已经得到大幅改进,一般认为2003年现阶段的LED,技能上已经具备冷阴极灯管一半左右的功效,到了2005年LED的发光特性可望与冷阴极灯管并驾齐驱。
事实上目前行动电话、汽车、显示器、电视机等商品遍及使用LED背光板,外洋各大企业的研发单元甚至将LED背光板列入焦点技能。 液晶面板用LED光源的生长动向
如图1所示使用LED光源的背光模块,由于具备「高细腻度、高辉度」、「无水银」、「高色再现性」等特点,所以能够赋予液晶面板更高的附加代价,不像已往的LED始终只是给人「省空间」这类的印象,一般认为今后LED背光模块的应用,会跨越可携式电子产物的门坎,迅速漫延至汽车、显示器(monitor)、电视等领域。实际上外洋厂商基于产物差别化的考量,已经推出LED背光板的液晶面板,例如韩国三星SDI的Field Sequence液晶面板,就是利用LED的反响速度比冷阴极灯管快三倍的特性,以RGB三种LED作光源,依序高速切换点灯,这种液晶面板除了可以取代高单价彩色滤光片(color filter)之外,更可增加液晶面板的细腻度与辉度,因此该公司已经决定利用上述技能,大量生产二吋液晶面板提供行动电话使用,今后应用范畴还会扩及至数字摄影机与条记型盘算机(NB-PC),相较之下SHARP则着眼于LED的无水银与高色再现性两特点,试图藉此赋予车用产物差别化,告竣无水银公害的环保诉求,同时还可使DVD再
生时得到极高色再现性。 有关LED的色再现性以显示器(monitor)为例,日本三菱曾在「Society for Information Display 2003」颁发的色再现性技能,已经证实LED的色再现性可以逾越CRT的水准,三菱预定2004年将LED背光模块应用在DTP(Disk Top Publishing)等色彩调解显示领域;台湾厂商则筹划2004年推出使用LED背光模块的23吋液晶电视。
图1 LED背光模块应用 LED发光效率生长动向
LED背光模块能够迅速扩展应用范畴另一项要因,是LED背光模块单元耗电量能得到很高的辉度,亦即单元瓦特的发光流明数lm/W 。如图2所示LED背光模块的光源可分为下列四种: ‧拟似白光LED
根本上它是由蓝光LED与黄色荧光体所组成,行动时利用互补原理产生白光,这种型式的LED结构非常单纯,并且发光效率很高,因此被看成小型LCD的背光光源,遍及应用在行动电话,缺点是赤色成份的强度较弱。 ‧近紫外白光LED
它是由可产生近紫外光的LED,与可产生RGB三种颜色的荧光体两者组合而成,由于它是利用RG三种颜色混淆酿成白光所以色再现性很高,不外这种白光LED基于紫外光会使用率封装树脂与荧光体劣化等考量,因此必须另外开发抗紫外光的树脂与荧光体。 ‧单体RGB白光LED
由于单体RGB白光LED可针对各单体LED设计散热结构,因此较容易得到高输出效果,不外RGB单体LED的芯片物理上相互相隔,所以必须设计专用的导光路,使RGB单体LED的光芒能均匀混色酿成白光,如此才气制止背光照明模块变厚。
‧一体化RGB白光LED
一体化RGB可直接混色酿成白光,所以没有专用导光路与背光照明模块厚度限制等困扰,不外施加的电流量受到限制,因此不易得到高输出效果。
图2 LED背光模块常用的LED型式
有关如何改进LED背光模块的单元瓦特发光流明数lm/W问题,根本上除了提高LED自己的发光效率之外,如何更有效的取出光芒也是要害性要点之一,凭据以往的经验显示,结构简朴的LED反而更容易提高单元瓦特的发光流明数,例如日本RIGHTS公司利用拟似白光LED与特殊导光板,得到与传统冷阴极灯管
背光模块相同的单元瓦特发光流明数;日亚化学则利用一体化RGB白光LE,试作液晶显示器的背光模块,它的单元瓦特发光流明数约莫是传统冷阴极灯管背光模块的80%左右,如果改用单体RGB白光LED,由于必须透过混色用导光路才气产生白光,所以每瓦的发光流明数相对较低。整体上若以2003年的技能水准而言,日本RIGHTS公司的LED背光模块的单元瓦特发光流明数,约莫是传统冷阴极灯管背光模块的1/3~1/2左右,换句话说今后除了必须提高LED自己的发光效率之外,也必须设法改进LED背光模块的单元瓦特发光流明数(图3)。来自.资料搜索网 中国最大的资料库下载
图3 LED背光模块的单元瓦特发光流明数
图4是LED发光效率的进化经纬,由图可知已往2~3年LED的发光效率每年约莫提高2倍左右,不外未来是否能连续保持如此高的生长倍数虽然令人质疑,不外大部份的日本LED厂商却认为未来2~3年LED可望连续维持上述水准,并且2005年时的单元瓦特发光流明数应该可以告竣险些与冷阴极灯管相同的50lm/W水准,事实上以拟似白光LED领先的日亚化学,早在2002年就已经告竣60lm/W的实验室结果,相较之下丰田合成则因50lm/W的发光效率问题,马上陷入拟似白光LED与近紫外白光LED选择的迷失;而德国OSRAM Opto Semiconductors正式则宣布参加液晶背光源开刊行列,同时将发光效率定为50lm/W。有关RGB白光LED的发光效率未来生长动向,根本上日亚化学推测RGB白光LED的发光效率是拟似白光LED1.2倍左右,有关2005年以后的预测虽然涉
及许多要因,不外日亚化学认为应该可到达70lm/W的水准,却不易凌驾70lm/W以上。
图4 LED发光效率的生长经纬
LED业者为提高LED的发光效率,所以非常恒久以来一直很热衷LED结构的改进。有关如何提高LED的发光效率,根本上各厂商思考模式险些完全一致,换句话说提高LED的发光效率,根本上取决于如何将发光层产生的光芒取至LED外部,因为光层产生的光芒会在组件内部重复反射,甚至会被组件吸收转化成热能,为了抑制光芒的多重反射,因此各厂商着手进行基板与电极的形状改进,例如德国OSRAM将SiC基板的端面倾斜安排,接着制作凹凸状电极,藉此改变光芒的入射角,到达抑制光芒反射的效果,该公司筹划未来将组件上下反转进行flip chip连接,同时在发光层设置mirror使光芒能朝前方集光(图5);日亚化学则是使在蓝宝石基板外貌形成凹凸状藉此散乱光芒,同时接纳网状电极增加电极部位的取光效率(图6)。
图5 OSRAM的GaAlP系LED改进组件结构,提升取光效率
图6 日亚化学改进组件结构,提升取光效率的要领
如上所述促成LED背光模块进步的原动力,除了LED光源自己的发光效率得到大幅提升之外,导光路的最佳化设计也是具有决定性的影响。LED背光模块的导光路比传统背光模块更容易设计,因为改变发光组件的结构,可使光芒轻易朝相同偏向集光,所以可以省略反射膜片(Reflector Sheet)等光芒均匀化组件,凭据实验结果显示发光效率只有冷阴极灯管1/2的拟似白光LED,若搭配最佳化设计的导光路,亦可将单元瓦特发光流明(lm/W),提升至与冷阴极灯管相同水准。值得一提的是单体RGB白光LED的场合,为了使各单体LED产生的光芒能均匀混色酿成白光,所以必须使用类似图7所示的特殊设计的导光路。
图7 使用RGB三色的背光模块来自.资料搜索网 中国最大的资料库下载
LED背光模块若能克服单元瓦特发光流明(lm/W)的问题,液晶面板就可以因LED背光模块的「高色再现性」与「高速反响」等特征得到充实的发挥。 ※ 为了彻底追求第(1)项高色再现性,直接使用RGB芯片(chip)的发光色混色酿成白光,比利用荧光体产生白光的拟似白光LED更有利,因这天本三菱利用RGB三色LED制作NTSC比高达104.4%的液晶显示器,它的色再现性甚至逾越同品级的CRT显示器。虽然使用荧光体的拟似白光LED的红光成份较弱,不外利用RGB三种荧光体发光的近紫外白光LED,却可得到RGB成份相当均衡的光芒,因此可以弥补上述红光成份偏弱的缺点。事实上丰田合成已经开始小量试作亮度与拟似白光LED相同的近紫外白光LED,2003年9月则正式进入大量生产阶段(图8)。
图8 使用荧光体的白光LED频谱
※ 有关第(2)项高速反响,如上节介绍的韩国三星SDI的的Field Sequence液晶面板,已经证实利用RGB三种LED,可以取代高单价的彩色滤光片(Color Filter),并且LED的发光特性稳定,点灯熄灯的反响速度是以ns盘算,它的点灯熄灯反响速度比传统冷阴极灯管的10ms足足淘汰三位数,如果搭配高速液晶时可得到无切换时差的全彩显示(Full Color Display)效果。别的LED的点灯熄灯特性对in pulse驱动方法非常有利,因为in pulse驱动方法可以改进动态影像境界部位常见的影像模糊现象,不外光源的反响速度如果太慢的话,就无法使上述效果得到充实发挥,而LED的高速点灯特性正好切合如此的需求。 虽然LED背光模块具备许多优点,可是始终无法普及化,主要原因是LED背光模块的本钱居高不下,例如23吋液晶电视用LED背光模块,如果使用单体RGB白光LED时,2003年的制作本钱是传统冷阴极背光模块的2.5倍(图9),LED光源的本钱则是冷阴极光源的10倍,使得LED背光模块的优势只剩下不需使用耐高压转换器(inverter)一项罢了。为了告竣2006年LED背光模块的本钱与传
统冷阴极背光模块相同的目标,LED光源的本钱必须降至1/6以下,同时大幅提高LED的发光效率淘汰使用颗数,才气全面取代传统冷阴极背光模块。
图9 LED背光模块的成天职析
图10是德国OSRAM公司针对30吋液晶电视开发的低本钱Xe平面Lamp结构,由于它是平面光源因此不需使用导光板与扩散膜片(Diffuser Sheet)。Xe平面Lamp是利用脉冲电压引发Xe(Xenon)气体,将紫外光转换成可视光,虽然它的发光效率只有传统冷阴极灯管的1/2,不外由于Xe平面Lamp无导光板的光损耗,所以单元瓦特发光流明(lm/W)特性与冷阴极灯管相同。Xe平面Lamp最大特征是它的寿命是冷阴极灯管2~3倍,并且更不会因为高温加快发光特性劣化,或是紫外线造成背光模块周围塑料组件老化。凭据OSRAM公司体现Xe平面Lamp的辉度半衰期为10万小时,并且色度变革非常小,-300C~+850C时的辉度险些维持稳定,点灯时的站立时间低于5ns。早期的Xe平面Lamp代价比冷阴极灯管的贵2~3倍,因此OSRAM公司接纳四项对策,试图藉此低落Xe平面Lamp的制作本钱,这四项对策分别如下:
(一).在front glass制作圆锥形凹槽取代spacer。 (二).低落玻璃基板厚度。
(三).改采spray方法涂布荧光体。 (四).取消诱电体结构。
该公司已经在2003年小量生产,预定2005年开始大量生产,30吋品级的代价为100~120USD,一般认为该代价相当具体竞争力。
图10 Xe平面Lamp「PLANON」的结构
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