全球LED照明市场现状及策略总结

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一、 LED发展历史介绍

1907 年Henry Joseph Round 第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。由于其发出的黄光太暗,不适合实际应用;更难处在于碳化硅与电致发光不能很好的适应,研究被摒弃了。

二十年代晚期Bernhard Gudden 和Robert Wichard 在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的的黄磷发光。再一次因发光暗淡而停止。

1936 年,George Destiau 出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和广泛的认识,最终出现了“电致发光”这个术语。二十世纪50 年代,英国科学家在电致发光的实验中使用半导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的LED,并于60 年代面世。据说在早期的试验中,LED 需要放置在液化氮里,更需要进一步的操作与突破以便能高效率的在室温下工作。

第一个商用LED 仅仅只能发出不可视的红外光,但迅速应用于感应与光电领域。60年代末,在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光LED.磷化镓的改变使得LED更高效、发出的红光更亮,甚至产生出橙色的光。

到70 年代中期,磷化镓被使用作为发光光源,随后就发出灰白绿光。LED 采用双层磷化镓蕊片(一个红色另一个是绿色)能够发出黄色光。就在此时,俄国科学家利用金刚砂制造出发出黄光的LED.

尽管它不如欧洲的LED 高效。但在70 年代末,它能发出纯绿色的光。

80 年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度的LED 的诞生,先是红色,接着就是黄色,最后为绿色。到20 世纪90 年代早期,采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED.第

一个有历史意义的蓝光LED 也出现在90 年代早期,再一次利用金钢砂-早期的半导体光源的障碍物。依当今的技术标准去衡量,它与俄

国以前的黄光LED 一样光源暗淡。

90 年代中期,出现了超亮度的氮化镓LED,随即又制造出能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓Led.超亮度蓝光蕊片是白光LED的核心,在这个发光蕊片上抹上荧光磷,然后荧光磷通过吸收来自蕊片上的蓝色光源再转化为白光。就是利用这种技术制造出任何可见颜色的光。今天在LED 市场上就能看到生产出来的新奇颜色,如浅绿色和粉红色。随着人类在LED超亮度的领域的技术进步,LED在消费电子的运用也越来越广泛。

二、 LED的分类及特点

a)常见LED的分类

A、按发光管发光颜色分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管不适合做指示灯用。

B、按发光管出光面特征分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。

C、从发光强度角分布图来分有三类:

高指向性。一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不

加散射剂。半值角为5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或与光检出器联用以组成自动检测系统。

标准型。通常作指示灯用,其半值角为20°~45°

散射型。这是视角较大的指示灯,半值角为45°~90°或更大,散射剂的量较大。

D、按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。

E、按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。

F、按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度小于10mcd);超高亮度的LED(发光强度大于100mcd);把发光强度在10~100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA 至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。

b) LED的特点

发光二极管(LED)作为第三代半导体照明光源。这种产品具有很多梦幻般优点:

1)光效率高:光谱几乎全部集中于可见光频率,效率可以达到50%以上。而光效差不多的白炽灯可见光效率仅为10%-20%.

2)光线质量高:由于光谱中没有紫外线和红外线,故没有热量,没有辐射,属于典型的绿色照明光源。

3)能耗小:单体功率一般在0.05-1w,通过集群方式可以量体裁衣地满足不同的需要,浪费很少。以其作为光源,在同样亮度下耗电量仅为普通白炽灯的1/8-10.

4)寿命长:光通量衰减到70%的标准寿命是10万小时。一个半导体灯正常情况下可以使用50年,即使长命百岁的人,一生最多也就用2只灯。

5)可靠耐用:没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件,非正常报废率很小,维护费用极为低廉。

6)应用灵活:体积小,可以平面封装,易开发成轻薄短小的产品,做成点、线、面各种形式的具体应用产品。

7)安全:单位工作电压大致在1.5-5v之间。

8)绿色环保:废弃物可回收,没有污染,不像荧光灯一样含有汞成分。

9)响应时间短:适应频繁开关以及高频运作的场合。

三、LED产业链分析

a) LED产业链情况

LED元件按照其制作过程分为上游单晶片与磊晶片制作,中游晶

粒制作(将单晶片经过光刻、腐蚀等程序切割出LED晶粒),下游则通过封装制成LED成品,详见下图:

b)国际市场产业链分布情况分析

位于产业链中、上游的芯片制作及晶圆材料的制作由于技术难度较高,且西方对中国的技术封锁,该领域的为美国、欧洲(主要是德国)及日本的企业所垄断,有少数台湾企业具备这个领域的核心技术,有竞争力的本土企业较少,特别是在大功率LED方面,几乎没有本土企业。

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