【文章內(nèi)容簡介】 都有完整的布局。尤其是幾大國際廠商如Philips、Cree等不但擁有完整的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈，在LED照明產(chǎn)業(yè)，更是全球前五之內(nèi)。全球LED最大生產(chǎn)商日本的日亞公司近幾年一直是LED封裝產(chǎn)值冠軍，它有完整的LED產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)量的70％為白光LED。同時，它還是以熒光粉為主要產(chǎn)品的規(guī)模最大的精細化廠商。它的熒光粉生產(chǎn)在全球占36％的市場份額。日亞公司新增的LED生產(chǎn)線2022年初將投入使用，屆時日亞的LED產(chǎn)量將增加3倍。引人注目的是三星LED，從2022年的10名以外升到2022年的第4名，成為全球成長最迅速的LED廠商，這主要得益于大尺寸背光源市場?；趪鴥?nèi)市場對LED背光模塊強勁需求，公司計劃增加50臺MOCVD設(shè)備，預計至2022年底公司的MOCVD設(shè)備總量會達到150臺。如下表是2022年全球高亮度LED封裝廠的產(chǎn)值排名。 2022年全球高亮度LED封裝廠產(chǎn)值排名 In 2022 the global high brightness LED package factory output ranking排名 廠商 2022 年 2022 年 年度變化1 日亞 1359 1219 10％2 歐司朗 805 724 10％3 Cree 495 616 24％4 三星 LED 188 516 175％5 Lunileds 426 420 1％LED光源的應(yīng)用現(xiàn)狀及目前存在的問題76 首爾半導體 257 392 52％7 Stanely 300 346 15％8 億光 351 342 2％9 豐田合成 214 322 50％10 Liteon 336 303 10％ 分析國內(nèi)外LED市場據(jù)統(tǒng)計，LED在2022年的使用量約為2億個，2022年估計有6億個的使用量，而2022 年使用量則大幅提升到12億個。而產(chǎn)值部分，根據(jù)Strategies Un limited的統(tǒng)計，日本大型車燈廠小系（Kohido）預計，到2022年所有的新車都會以LED作為車燈。在照明市場方面，根據(jù)Frost Sullivan的預估，2022年白熾燈泡及日光燈的全球市場規(guī)模約為43億美元，每年的成長率約為5%，是2022年全球可見光LED市場規(guī)模，照明市場的發(fā)展空間頗大。再根據(jù)Reed Electronics Research統(tǒng)計，1999年全球白光LED市場有8800萬美元的市場，至2022年皆會保持40%左右的成長速度，預估2022，%，顯而易見此照明市場具有相當大的成長空間。此外，富士總研辦統(tǒng)計指出，2022年全球白光LED生產(chǎn)個數(shù)達247 000 千個，產(chǎn)值達154百萬美元，%，產(chǎn)值年%。依應(yīng)用產(chǎn)品加以區(qū)分，%是應(yīng)用于移動電話外市場。而從今年開始，全球白光LED亦會有顯著成長，從去年的190億日元增加到今年的254億日元，2022年則會成長到350億日元，2022年達到480億日元。平均單價則是呈現(xiàn)緩慢下滑，從去年的79日元，到2022年下降到68日元，約為藍光LED價格的2倍。臺灣在全球LED的產(chǎn)值方面，其下游產(chǎn)值居全球市場占有率第一，中游則位居第二，但在上游方面，由于無法掌握關(guān)鍵技術(shù)，因此在專利權(quán)上始終受制日商影響，居全球市場占有率較低，臺灣在1997年成功開發(fā)白光LED，近年來具有白光面光源等專利權(quán)33項，目前正在審查之專利計11項，不僅突破日本長期掌握的白光LED專利權(quán)，其白光的品質(zhì)及效果比起日亞來說，甚至有過之無不及，對提高臺灣光電產(chǎn)業(yè)的國際競爭力有重大貢獻。在全球能源短缺、環(huán)保要求不斷提高的發(fā)展趨勢下，憑借LED光源照明的亮度高、使用壽命長、節(jié)能、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)勢，伴隨著LED技術(shù)的飛速發(fā)展，使LED成為普通照明光源的時日越來越近，LED照明必將成為人類照明史上繼自熾燈、熒光燈之后新的照明革命。LED光源的應(yīng)用現(xiàn)狀及目前存在的問題8第 3章 LED 光源與傳統(tǒng)光源的對比 LED的發(fā)展歷程1907 年，Henry Joseph Round第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發(fā)光現(xiàn)象。20世紀三十年代Bernhard Gudden和Robert Wichard在德國使用從鋅硫化物與銅中提煉的黃磷發(fā)光。1936年，Gee Destiau出版了一份關(guān)于硫化鋅粉末發(fā)射光的報告。隨著電子器件研發(fā)和業(yè)界認識的逐步深入，最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”的術(shù)語。20世紀50年代，英國科學家在電致發(fā)光的實驗中使用半導體砷化鎵發(fā)明了第一個具有現(xiàn)代意義的LED，它僅能發(fā)出不可見的紅外光。,20世紀60年代末，人們在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了紅光LED，從此LED進入了一個高速發(fā)展的時期。表二記錄了LED自上世紀60年代后的發(fā)展。 LED的發(fā)展歷程 The development process of LED時間 發(fā)光效率 色彩 備注1965 年 (650nm) 材料為GaAsP。1968 年 1lm/W 紅、橙、黃采用氮摻雜技術(shù)生產(chǎn)GaAsP。20 世紀70 年代 1lm/W 紅、綠、黃封裝技術(shù)取得較大發(fā)展。20 世紀80 年代 10lm/W 紅、黃、綠采用AlGaAs材料，這是一次重大突破。20 世紀90 年代 25lm/W橘紅、橙、黃、綠、藍、白開發(fā)出了新的AlInGaP材料，且藍光LED的出現(xiàn)具有歷史意義。2022 年 55lm/W 全色LED 已具有一定的實用照明價值，在交通信號燈、礦燈等可靠LED光源的應(yīng)用現(xiàn)狀及目前存在的問題9性要求高的場合已可以取代傳統(tǒng)光源，并在景觀照明領(lǐng)域有了初步的應(yīng)用。2022 年12 月 95lm/W 全色實用性更強，已開始進入小家電市場。在很多景觀照明場合得到應(yīng)用。自1964年首先出現(xiàn)紅色LED后，之后才出現(xiàn)黃色LED，直到1994年，藍色、綠色LED才研制成功。1996年由日本Nichia公司(日亞)成功開發(fā)出白色LED。隨著LED發(fā)光效率和光能量的提高，目前LED已在科研和生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是近年來高光效、高亮度的白色LED的開發(fā)成功，使得LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。目前，世界各國均加緊提高LED光效方面的研究，在不遠的將來其發(fā)光效率將有更大的提高。曾經(jīng)有人指出，高亮度LED將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈泡后，最偉大的發(fā)明之一 [3]。 LED光源的特點作為新世紀的高效率光源，LED擁有普通光源無法比擬的的特點，如發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長、無屏閃、安全可靠性強、有利于環(huán)保、耐震動，響應(yīng)速度快、冷光源等特點，廣泛應(yīng)用于日常照明、指示燈、信號燈、顯示屏、景觀照明等領(lǐng)域。（1)發(fā)光效率高。LED經(jīng)過幾十年的技術(shù)改良，其發(fā)光效率有了較大的提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為1224lm/W，熒光燈5070lm/W，鈉燈90140lm/W，大部分的耗電變成熱量損耗。理論上LED發(fā)光源光效可達到300lm/W。目前，隨著政府加大力度支持LED發(fā)光源產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)許多產(chǎn)家能生產(chǎn)大于120 lm/W的LED發(fā)光管，且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光 [4]。（2)耗電量少。，采用直流驅(qū)動，伏，電流1518毫安，反應(yīng)速度快，可在高頻操作，同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈泡的十分之一，熒光燈管的三分之一。（3)使用壽命長。LED采用電子光場輻射發(fā)光，白熾燈具有燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而LED燈具有體積小、重量輕的特點，且采用環(huán)氧樹脂封裝，可承受高強度機械沖擊和震動，不易破碎，平均壽命可達10萬小時，LED燈具使用壽命可達510年，可以大大降低燈具的維護費用，避免經(jīng)常換燈之苦。（4)安全可靠性強。LED光源發(fā)熱量低、無熱輻射，屬于冷光源，而且可以安全觸摸、能精確控制光型及發(fā)光角度、光色柔和、無眩光，并且不含汞、鈉等可能危LED光源的應(yīng)用現(xiàn)狀及目前存在的問題10害健康的物質(zhì)，內(nèi)置微處理系統(tǒng)可以控制發(fā)光強度，調(diào)整發(fā)光方式，實現(xiàn)光與藝術(shù)結(jié)合。（5)有利于環(huán)保。LED為全固體發(fā)光體，具有耐震、耐沖擊的特點，不易破碎，廢棄物也可回收，沒有污染，光源體積小，可以隨意組合，易開發(fā)成輕便小型照明產(chǎn)品，并且也便于安裝和維護。 傳統(tǒng)光源與LED光源相比的現(xiàn)狀與 LED 光源相比，普通光源確實有不小的略勢，LED 光源的一些特點普通光源是無法代替的。首先將現(xiàn)在最常用的熒光燈與LED光源做一下對比，自上世紀30年代由GE公司首先推出T12熒光燈以來，熒光燈的光效、壽命等各項指標有了很大提高。與此同時我們可以發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象，熒光燈的管徑越來越細。熒光燈管徑的縮小可以節(jié)省原材料、加工燃料、運輸倉儲的成本。但是細管徑的開發(fā)成功是和一系列原材料的性能、加工工藝和制造設(shè)備性能的提高有關(guān)，特別是稀土熒光粉的研發(fā)成功，對細管徑熒光燈的出現(xiàn)尤為關(guān)鍵。由于熒光燈是高光效的線狀光源，易于控光，光線柔和均勻，單燈光通量達幾千流明，適合辦公室等室內(nèi)照明，而且價格低廉，近期內(nèi)難以被LED大規(guī)模替換。為適應(yīng)小管徑熒光燈生產(chǎn)，原材料生產(chǎn)工藝和設(shè)備還在改進提高。熒光燈的汞污染問題，近年來受到很大關(guān)注，如果將熒光燈的汞污染問題合理的解決，熒光燈是不會輕易被LED光源大規(guī)模替換的。然后是人類第一次使用的電光源白熾燈，白熾燈相比其它光源光效非常底，而且燈絲容易斷，外殼容易破碎，又因為其靠將電能轉(zhuǎn)化為熱能的熱輻射發(fā)光，所以白熾燈的散熱問題很難解決，并且相比之下白熾燈的壽命不算長，所以近期內(nèi)就算不被LED光源代替，也會被其它光源代替，況且現(xiàn)如今使用白熾燈照明的工程已經(jīng)不算多了。再說一下鹵鎢燈，近年來各國政府相繼制訂了限制和逐步淘汰低光效的白熾燈計劃，鹵鎢燈并未列入限制的范圍，鹵鎢燈從本質(zhì)上來講，是熱輻射光源，受燈絲溫度的限制。它的輻射極大部分處于近紅外區(qū)域，光效不可能很高，鎢絲在高溫下的蒸發(fā)，也限制了它的壽命，目前鹵鎢燈的光