LED發(fā)展歷史已經(jīng)幾十年,但在照明范疇的利用還是新技巧。隨著LED技巧的迅猛發(fā)展,其發(fā)光效率的逐步提高,LED的利用市場將更加廣泛,特別在全球能源缺乏的憂慮再度升高的背景下,LED在照明市場的前景更備受全球注視。面對宏大的市場機會,世界各至公司紛紛加快研發(fā)創(chuàng)新的步伐。大功率白光LED目前實驗室里已經(jīng)達到157lm/w的程度,接近100lm/w的大功率白光LED即將進進貿(mào)易化。大功率、高光效、低本錢三大瓶頸正在被逐步突破??梢哉f,白光LED進進普通照明范疇的曙光已經(jīng)浮現(xiàn)。
這里我們以2006年6月日亞化學宣布光效100lm/W的白色LED為里程碑,對近年來LED光效發(fā)展的過程進行一個簡略梳理。
(2008年10月)Cree宣布光效達157lm/W的白色LED
Cree公司在瑞士召開的一個氮化鎵的研究會上頒布其白光LED的實驗室程度已經(jīng)達到157lm/W,其102lm/W的產(chǎn)品將很快批量生產(chǎn)。
(2008年7月)東芝將上市光通量90lm的白色LED
東芝(美國)電子元器件公司量產(chǎn)上市輸進電流為250mA時,光束為90lm的白光LED“TL12W02-D”。新款LED由2枚輸進電流250mA時間束為40lm的該公司LED芯片封裝而成。當輸進電流為250mA、溫度為25℃時能夠得到在CIE的色度圖坐標(x=0.32,y=0.31)的白光。通過應(yīng)用低熱阻封裝,提高了散熱性。工作溫度范疇為-40~+100℃,接合部溫度最高可達到110℃。順向電流為250mA時的順向電壓為6.8V。最大功耗為2.4W。表面安裝格式的外形尺寸為10.5mm×5.0mm×2.1mm。假想將利用于產(chǎn)業(yè)設(shè)備和民用設(shè)備。每1萬個批量購置時的價格為2.9美元。
(2008年5月)JLEDS修正普通照明用白光LED開發(fā)藍圖
日本LED照明推動協(xié)進會(JLEDS)公然了照明用具用高功率白光LED的技巧開發(fā)藍圖,分辨提出了白光普通產(chǎn)品(高效率型)、高顯色型產(chǎn)品以及燈泡色產(chǎn)品(燈泡色型)截止到2020年的發(fā)光效率目標等。按照目標,2015年前后發(fā)光效率預(yù)計達到150lm/W。一般情況下,熒光燈中高效率產(chǎn)品的發(fā)光效率為100lm/W左右,白光LED的高效率型產(chǎn)品2008年內(nèi)將達到100lm/W左右,高顯色型將超過80lm/W,燈泡色型將達到70lm/W左右。2010年預(yù)計分辨達到130lm/W左右、120lm/W左右和90lm/W以上,2015年預(yù)計分辨達到160lm/W以上、140lm/W以上和130lm/W左右。關(guān)于LED照明的普及,技巧開發(fā)藍圖中表現(xiàn),將在發(fā)光效率超過100lm/W的2010年前后以貿(mào)易設(shè)施為中心進行普及。在光質(zhì)(白光LED發(fā)出的光色調(diào)等)得到改良的2015年前后,LED照明將在辦公室和住宅范疇得以普及。
技巧開發(fā)計劃還提到了增進普及所面臨的課題。指出實現(xiàn)普及的最大課題是本錢。LED照明用具的本錢是熒光燈用具和HID用具的5~10倍。這是由于在單位亮度的光源價格(日元/lm)方面,白光LED要高出兩位數(shù),而且還需要散熱板、電源及透鏡等。JLEDS認為,不僅要下降光源本錢,下降周邊部件的本錢同樣也很重要。另外,室內(nèi)照明十分器重色溫柔顯色性,因此還必需改良光質(zhì)。
(2007年9月)日亞化學宣布350mA時間效134lm/W高功率白色LED
日亞化學產(chǎn)業(yè)宣布了定位為1W級LED的下下一代高功率白色LED。350mA電流輸進時間通量為145lm,發(fā)光效率為134lm/W。與輸進電能相對應(yīng)的光輸出的效率為39.5%。該產(chǎn)品為YAG熒光體及藍色LED芯片組和的品種,芯片尺寸為1mm見方。預(yù)定利用于一般照明設(shè)備,色溫為4988K,接近一般照明設(shè)備的5000K。為方便測定,還采用了脈沖電流輸進的方法。具體投產(chǎn)時間未定。
此次實現(xiàn)白色LED高效率化的原因是實現(xiàn)了所用的藍色LED芯片的高效率化。該藍色LED在350mA驅(qū)動時的光功率為651m/W,波長為444nm。外部量子效率為66.5%,WPE為60.3%。1A驅(qū)動時,光功率可達1.7W。此次宣布的下下代產(chǎn)品的標題為正向電壓較高。今后將著手實現(xiàn)外延生長方法的優(yōu)化,以下降正向電壓。