白光LED发展趋势
未来白光LED在技术上有朝三波长全彩发展的趋势,在亮度上目前每瓦15流明,未来目标是达到每瓦50流明;在价格上现阶段每个20元台币,未来目标降至5元台币;因此三波长全彩、高流明、低成本是白光LED的发展趋势,目前全球大厂也积极努力中,预估在2010年前可达成此目标。
表:白光LED未来研发动向
发展方向
目前指标
研发目标
提高光效率
15 lm/W
100 lm/W
1.GaN无机UV—LED短波激发光源研发
460 nm
254 nm
2.外部能量转换效率研发
10%
40%
3.高荧光材料能量转换效率研发
60%
90%
降低成本
2 lm/$
2000 lm/$
1.无机LED晶体成本
1个/$
0.2个/$
2.高操作功率技术研发
第三章 全球主要国家和地区发展概要
第一节 美国LED产业分析
一、重点企业
(1)Lumileds公司位于硅谷San Jose的Lumileds,
是由Philips Lighting和Agilem(原HP)于1998年合资兴办的公司,旨在开发和生产照明用LED产品,它所生产的1W、3W和5W的Luxeon LED是世界上最亮的白光LED产品,它的白光效率已达到30Lm/W,5W器件的光通量已达到120Lm。产品用于LCD背光光源、交通信号灯、景观照明等。
(2)Gree公司总部在Durham NC,主要从事SiC、GaN和Si衬底的开发,是美国宽禁带材料和器件的领导者,也是生产GaN材料的最大公司之一。最突出的还是他们在蓝光LED方面的贡献,Cree是这方面的先锋,因为他们自上世纪80年代中期就已开始起步。Cree正在按计划向75mm SiC圆片的生产转化,并宣布他们新的7090系列XLamp LED产品适用于批量生产。Cree称他们制出了第一只高功率封装的LED产品;这种7090系列XLamp产品采用大功率表面安装封装法,设计为典型工作电流350mA时输出1W功率,他们还公布了在建筑照明和普通照明应用中用常规光源的固态照明(SSL)替代传统的白炽灯的战略。
(3)Color Kinetics(CK)公司组建于1997年,总部位于马萨诸塞州的波士顿市。CK公司在智能固态照明系统及技术设计、市场开发等方面处于行业领先地位,其获奖系列的产品利用LED的实用及美观性能,在高性能灯具及OEM许可应用中,突破了传统光源的局限性。其产品及技术优势使其在数码智能方面获得了一项称为Chromacore(R)的专利,这项专利可用来产生并控制数以百万计的LED灯光颜色及动态效果,应用于舞台照明和景观照明。
自诞生以来,智能特性一直是CK阵营的主要手段。当CK公司将数字智能技术用于基于高亮度LED的数百万颜色的产生与控制时,CK公司显然是该领域中的先锋。他们的智能文件夹包括32项已授专利和120多项正在申请的专利。CK公司采取公开、积极的方式与那些认识到智能固体照明的价值及其应用前景的制造商形成委托加工与许可的关系,以促进刚刚起步的固体照明工业的发展。目前,CK公司在英国、中国都设有办事处,在日本还成立了合资公司。
二、主要研究机构
(1)Sandia National Laboratories(SNL,桑迪亚国家实验室)隶属美国能源部,拥有2个主要场所,较大的实验室和管理中心位于新墨西哥州阿尔伯克(雇员超过6700人);另一部分较小,位于加利福尼亚州。该实验室主要从事核技术、军事研究,现有部分转为民用和信息技术研究。
自2001年3月开始,桑迪亚国家实验室与惠普公司的研究人员共同提出将能源部、主要照明光源公司和其他科研机构的研发资源进行整合,起草美国固体照明技术的发展蓝图(2002~2020),旨在为“下一代照明规划”提供技术论证,随后在此基础上制定了(NGLI)计划。计划出台后,获得美国研究机构的支持。
(2)Lighting Research Center(LRC)在纽约州Rensselaer工学院,是专门从事照明研究的科研机构。该学院还是唯一招收全日制照明工程学硕士的高等学院。Narendran博士领导的SSL研究小组积极参与美国固体照明计划研究,并推行了一系列的研究方案来促进这项技术的发展,帮助实现普通白光照明。LRC的跨学科小组负责研究各种照明系统之间的相互影响与配合、人们对照明环境的感觉和反应以及如何用发光二极管取代白炽灯和其他低效光源等问题。有关研究人员、制造商、设备商和政府机构都将参与这个协作计划,共同促进发光二极管技术的广泛应用。近年来LRC在SSL研究方面取得许多成果,发表了不少学术研究论文。
(3)其他研究单位。还有不少大学参与了SSL计划的研究。乔治亚理工学院的Ferguson教授是半导体材料方面的专家,对SSL技术的宣传推广做了大量的工作,多次主持在美国召开的SSL技术国际会议。Ferguson教授也是我国半导体照明工程界的老朋友,是2004年上海、2005年厦门两届中国SSL技术国际论坛活动主席之一。另外,亚利桑那大学、南卡洛罗莱纳大学、加州大学桑塔巴巴拉分校等在SSL技术方面也做了大量研究。