在led照明技術持續發展及社會對能源危機日益重視的今天,led照明行業迎來全面爆發期,吸引眾多資金及企業湧入,由此照明市場的競爭也日益激烈。
如果從led照明技術的發展來看,可以從三個方面來講,乙個是晶元層面,乙個是封裝層面,乙個是應用層面。晶元層面主要關注led的製成技術;封裝層面主要是如何把led晶元轉換成可以用來照明的燈珠或是光源;led應用層面技術發展相對複雜,主要包括電子控制技術的發展、新型材料的發展和使用,環境照明質量評價技術的發展和完善。
一、晶元層面
一直以追求高的發光效率為led晶元技術發展的動力。倒裝技術是目前獲取高效大功率led晶元的主要技術之一,襯底材料中藍寶石和與之配套的垂直結構的雷射襯底剝離技術(llo)和新型鍵合技術仍將在較長時間內佔統治地位。但在不久的將來,採用金屬半導體結構,改善歐姆接觸,提高晶體質量,改善電子遷移率和電注入效率,同時通過led晶元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,那時白光led的總效率可達到52%。隨著led光效的提高,一方面晶元越做越小,在一定大小的外延片上可切割的晶元數越來越多,從而降低單顆晶元的成本,另一方面單晶元功率越做越大,如現在是3w,將來會往5w、10w發展。這對有功率要求的照明應用可以減少晶元使用數,降低應用系統的成本。總之,倒裝法、高電壓、矽基氮化鎵仍將是半導體照明晶元的發展方向。
二、封裝層面
晶元級封裝、led燈絲封裝、高顯色指數及廣色域將是未來封裝工藝的發展趨勢。採用透明導電膜、表面粗化技術、dbr反射器技術來提公升led燈珠的光效正裝封裝仍然是技術主流;同時倒裝結構的cob/cof技術也是封裝廠家關注的重點,整合封裝式光引擎將會成為下一季研發重點。
去電源方案(高壓led),cob/cof應用的普及:在成本因素驅動下,去電源方案逐步成為可接受的產品,而高壓led充分迎合了去電源方案,但其需要解決的是晶元可靠性。憑藉低熱阻、光型好、免焊接以及成本低廉等優勢,cob應用在今後將會得到廣泛普及。
另外,中功率將成為主流封裝方式,目前市場上的產品多為大功率led產品或是小功率led產品,它們雖各有優點,但也有著無法克服的缺陷,而結合兩者優點的中功率led產品應運而生。
還有就是新材料在封裝中的應用。耐高溫、抗紫外以及低吸水率等更高環境耐受性的材料,如熱固型材料emc、熱塑性pct、改性ppa以及類陶瓷塑料等將會被廣泛應用。對於光品質的需求,針對室內照明方面,led顯色指數cri以80為標準,以90+為目標,盡量使照明產品的光色接近蒲朗克曲線,這樣才能改善led的光品質,今後室內照明也將更關注光的品質。
通過優化led封裝技術,光效進一步提高,目前已經超過200lm/w,遠高於其他大量使用的傳統光源。led燈珠的散熱效能將進一步改善,可靠性進一步提高,燈珠的壽命也會進一步延長,從而光色品質進一步提高,最終人眼舒適度達到進一步改善。
三、led應用研發層面
目前應用廠家主要通過採用新型散熱材料、先進光學設計與新型光學材料應用等手段實現led照明產品的成本優化,同時並保證產品效能。但在將來,led照明應用廠家將重點關注這些點:
1、基於應用場景要求的可互換led光引擎技術;
2、基於物聯網平台的led智慧型照明系統架構技術;
3、基於可靠性設計的led照明燈具開發,使用週期內保持顏色/亮度一致性的高效能led照明燈具開發;
4、基於大面積高效漫射擴散板技術的燈具開發;
6、led光源的色彩豐富特性,這使得情景照明也將是led照明的核心競爭力。
傳統照明燈具都是圍繞光源形狀尺寸來設計的,尺寸固定。而led照明燈具的特點是:燈具形狀自由,外觀創意;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;燈具位置自由,安裝隨意。未來led燈具形狀將不再侷限於傳統燈具的形狀,而傾向於形狀自由化和隱藏性。形狀自由一方面滿足個性需求,另一方面則可作為裝飾品進行點綴;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led照明產品實現光照流明隨意控制,不再侷限於某一區域某一情景中固定的瓦數,這將是乙個極大的技術進步。
智慧型照明:未來發展趨勢
智慧型化是未來生活的必然趨勢。led燈具智慧型化只是各種家居裝置智慧型化的一小部分,企業必須要通過技術研發讓燈具變得智慧型與多樣,以迎合客戶的個性化需求。但是目前智慧型照明技術由於成本過高、產品匹配性較差等問題,致使led智慧型照明產品無法普及。隨著技術改進、產品效能趨向穩定、成本降低,智慧型化led燈具肯定會廣泛流通於市場。led企業是否掌握了智慧型照明技術,並且設計出迎合市場需求的產品和智慧型控制系統,在很大程度是決定了該企業能否長期發展。
從使用場景來看,場景不同,照明需求也不一樣。led室內照明作為led照明的「一支洪流」,其發展經歷三個主要階段:
一、完善產品效能。在這一階段led企業著重提高產品效能,保證led產品的照明質量,諸如提高led光源、mr16燈杯及led模組等產品的效能;
二、優化成本。這個階段,企業要盡量縮短產品**週期,增加自身產品容量,通過提公升產品研發技術,從而生產出為客戶所接受的高價效比的產品;
三、引領光的數位化。室內照明的質量有三個重要的衡量指標:物理指標、生理指標和心理指標。不同的光照環境會影響消費者的心跳、血壓等生理指標,從而影響到消費者的心理舒適度。在照明應用上,生理指標和心理指標更為重要。未來的室內照明將不會太關注光效,而會更注重光的品質,更關注客戶的情感體驗,通過對光的感悟營造出愉悅環境,還有不同觀察方向的燈具色差。led產品本身色差和色漂、頻閃都會影響室內照明效果。
當前國內led照明應用技術較為分散,同質化產品、劣質產品充斥led照明市場,致使市場混亂、競爭無序。國內眾多led企業正處於學習階段,而非自主創新。許多中小企業著眼於短期利益,另一方面也沒有足夠資源、時間投入到產品研發中,致使led產品良莠不齊。而國際照明企業的led產品質量、效能,尤其在光學設計、產品智慧型控制等方面均優於國內產品。
針對這一現狀,小型led企業在前期階段,可通過購買行業協會的技術,或者通過企業營銷實力發展企業;企業規模達到中型階段,則需轉變發展戰略,通過對市場進行深入調研,明確led照明產品未來發展趨勢,積極投入大量資源提公升研發實力,與群雄角逐led照明市場。led照明行業將不斷的進行資源整合,led照明企業掌舵人要具備敏銳市場洞察力,加大投入提公升產品研發能力,積累核心競爭力,才能在未來的競爭中立於不敗之地。
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