前言:近年来,LED随着高辉度化的发展,整体市场规模获得相当快速的成长,特别是白光LED的市场规模更是明显的扩大,所以对白光LED新用途的开发也不间断。 為了擴大LED特別是白光LED的用途,如何提高發光的效率、相應的輝度、延長使用壽命,以及降低每單位照明的成本等條件。为了扩大LED特别是白光LED的用途,如何提高发光的效率、相应的辉度、延长使用寿命,以及降低每单位照明的成本等条件。 現在使用白光LED的發光效率,除了一部分的製品之外,大多都在30∼50lm/W左右。现在使用白光LED的发光效率,除了一部分的制品之外,大多都在30∼50lm/W左右。 因此如果要代替白炙燈就需要將亮度提升到70∼80lm/W以上,如果要代替使用在汽車頭燈上的HID與家用照明的話,就更需要提高到100lm/W以上的發光效率。因此如果要代替白炙灯就需要将亮度提升到70∼80lm/W以上,如果要代替使用在汽车头灯上的HID与家用照明的话,就更需要提高到100lm/W以上的发光效率。
在現有的發光效率下,如果需要一定程度高輝度,期望因為增加電流量來產生較大亮度的話,這就必須考量如何增加LED的面積來滿足所增加的電流,或者利用將數顆小型LED封裝在同一個模組之中,來實現封裝模組對電流量容許值的提高。在现有的发光效率下,如果需要一定程度高辉度,期望因为增加电流量来产生较大亮度的话,这就必须考量如何增加LED的面积来满足所增加的电流,或者利用将数颗小型LED封装在同一个模组之中,来实现封装模组对电流量容许值的提高。 但是因為在發光時,會出現熱效應比率提高的情況,因為如果投入的電流量提高,在目前的發光效率下,熱效應也會成比例的上升。但是因为在发光时,会出现热效应比率提高的情况,因为如果投入的电流量提高,在目前的发光效率下,热效应也会成比例的上升。 另外,大面積LED比小面積LED的電阻來得要高,使得大面積LED本身的效應也比較大。另外,大面积LED比小面积LED的电阻来得要高,使得大面积LED本身的效应也比较大。 如果單純以現有LED為基礎來提高輝度的話,將會陷入一個因LED本身價格,和散熱材料的成本過高而產生的惡性循環之中,這和以低成本化為基礎的市場特性是背道而馳的,而且熱效應量的上升會引起封裝材料的熱劣化,對其使用壽命也有很大的影響。如果单纯以现有LED为基础来提高辉度的话,将会陷入一个因LED本身价格,和散热材料的成本过高而产生的恶性循环之中,这和以低成本化为基础的市场特性是背道而驰的,而且热效应量的上升会引起封装材料的热劣化,对其使用寿命也有很大的影响。
圖說:如果要代替白炙燈就需要將亮度提升到70∼80lm/W以上,如果要代替用在汽車頭燈上的HID,和家用照明的話就更需要提高到100lm/W以上的發光效率。图说:如果要代替白炙灯就需要将亮度提升到70∼80lm/W以上,如果要代替用在汽车头灯上的HID,和家用照明的话就更需要提高到100lm/W以上的发光效率。 (資料來源:OUTDOOR)(资料来源:OUTDOOR)
LED的发光效率可以达到80lm/W
由於上述理由,為了擴大未來的白光LED市場,業者就必須提高LED的外部量子效率,如果實現了LED高外部量子效率來提高發光效率的話,所出現的連鎖反應就會下降,例如因為減少電流透過而使得熱效應比率降低,實現成本的下降和長壽命化。由于上述理由,为了扩大未来的白光LED市场,业者就必须提高LED的外部量子效率,如果实现了LED高外部量子效率来提高发光效率的话,所出现的连锁反应就会下降,例如因为减少电流透过而使得热效应比率降低,实现成本的下降和长寿命化。 關於這一方面,目前因為透過局部製程的改變、使用不同的化合物半導體材料、各種白色發光方法的開發,以及新一代螢光粉的開發,已經使得LED的發光效率可以達到80lm/W。关于这一方面,目前因为透过局部制程的改变、使用不同的化合物半导体材料、各种白色发光方法的开发,以及新一代萤光粉的开发,已经使得LED的发光效率可以达到80lm/W。
在使用壽命的方面,目前已經都能夠實現4萬小時後才開始進入高峰衰退期的使用時間,但這卻只能滿足照明的最低要求,照明領域所需要的是更高的使用壽命,現在已經有客戶要求LED業者提高壽命的要求,要求4萬小時是達到高峰期的70%,也就是說高峰衰退期的使用時間是5.7萬小時,而整體的使用壽命題將會提高到11.4萬小時,比起目前的8萬小時增加了近1/3。在使用寿命的方面,目前已经都能够实现4万小时后才开始进入高峰衰退期的使用时间,但这却只能满足照明的最低要求,照明领域所需要的是更高的使用寿命,现在已经有客户要求LED业者提高寿命的要求,要求4万小时是达到高峰期的70%,也就是说高峰衰退期的使用时间是5.7万小时,而整体的使用寿命题将会提高到11.4万小时,比起目前的8万小时增加了近1/3。 但是另一方面,LED的高峰衰退期是根據投入電量和點燈方法的不同有很大的變動,所以不可能明確定義,使得這一方面還是有一些問題存在。但是另一方面,LED的高峰衰退期是根据投入电量和点灯方法的不同有很大的变动,所以不可能明确定义,使得这一方面还是有一些问题存在。 具體上白光LED的長壽命化,大多是透過封裝材料的改變來達到,例如由目前的epoxy變為silicon來防止樹脂黃變,在此同時還能夠維持光通量,此外還有包括,採用D/B材料和反射結構的劣化防止技術,來達到改善熱效應實現低溫驅動。具体上白光LED的长寿命化,大多是透过封装材料的改变来达到,例如由目前的epoxy变为silicon来防止树脂黄变,在此同时还能够维持光通量,此外还有包括,采用D/B材料和反射结构的劣化防止技术,来达到改善热效应实现低温驱动。
如何降低每1lm發光的成本如何降低每1lm发光的成本
目前最大的問題是,如何降低每1lm發光的成本,雖然可以看到市場上白光LED的產品的增加和業者的激烈競爭下,使得單價已經大幅的降低,但是和其他的光源相較的話1 lm白光LED的成本依然很高。目前最大的问题是,如何降低每1lm发光的成本,虽然可以看到市场上白光LED的产品的增加和业者的激烈竞争下,使得单价已经大幅的降低,但是和其他的光源相较的话1lm白光LED的成本依然很高。 更具體化一點來看,如果期望在各領域普及白光LED應用的話,就必須將現在30lm/W的成本降低1/2∼1/3。更具体化一点来看,如果期望在各领域普及白光LED应用的话,就必须将现在30lm/W的成本降低1/2∼1/3。 這樣一來就必須朝向提高在LED生產和封裝時的良率,以及使用材料的改變。这样一来就必须朝向提高在LED生产和封装时的良率,以及使用材料的改变。 不過最好的方法還是透過量產的方式來降低單價,但是為了得到更大的量產效果,終究還是必須增加白光LED在各方面的應用機會。不过最好的方法还是透过量产的方式来降低单价,但是为了得到更大的量产效果,终究还是必须增加白光LED在各方面的应用机会。 因此現在各業者都在努力增加白光LED的應用領域,所以才能夠使得1ml的成本持續降低,相信在未來數年內1m㎡的大面積LED晶片的產品和高單價的高階LED產品,能夠有機會到達商品化實用的價格。因此现在各业者都在努力增加白光LED的应用领域,所以才能够使得1ml的成本持续降低,相信在未来数年内1m㎡的大面积LED晶片的产品和高单价的高阶LED产品,能够有机会到达商品化实用的价格。
高輝度LED應用範圍正在擴大高辉度LED应用范围正在扩大
就市場的變化而言,以高輝度為主的LED,應用範圍正在擴大。就市场的变化而言,以高辉度为主的LED,应用范围正在扩大。 例如在車用的方面,不僅是白光LED,包括紅、黃光等等的可視光LED,都已經開始被應用在汽車中的儀表板背光和方向燈、尾燈,而車內外裝飾部分的應用也都在急速的擴大中,從一些研究報告中可以發現,一部汽車對於LED的使用數量一直在增加,並且有很好的發展潛力。例如在车用的方面,不仅是白光LED,包括红、黄光等等的可视光LED,都已经开始被应用在汽车中的仪表板背光和方向灯、尾灯,而车内外装饰部分的应用也都在急速的扩大中,从一些研究报告中可以发现,一部汽车对于LED的使用数量一直在增加,并且有很好的发展潜力。
而最近最受注目的還是應用在液晶面板的背光領域,在過去大多只是10吋以下的小型液晶面板,背光源才會使用白光LED,最近使用RGB 3原色LED的高彩度面板背光和20吋的中型面板背光都開始使用LED了。而最近最受注目的还是应用在液晶面板的背光领域,在过去大多只是10吋以下的小型液晶面板,背光源才会使用白光LED,最近使用RGB3原色LED的高彩度面板背光和20吋的中型面板背光都开始使用LED了。 因為液晶面板尺寸不斷的增加,使得背光用的LED數量也增多了,在加上面板自身市場規模的擴大,也快速推動著高亮度LED的市場規模。因为液晶面板尺寸不断的增加,使得背光用的LED数量也增多了,在加上面板自身市场规模的扩大,也快速推动着高亮度LED的市场规模。 面對未來,相信最大的應用市場應該是照明,在以前,低輝度的產品不論價格還是亮度都無法與螢光燈和白熱燈相比,但是隨著發光效率的提高和價格的下降,可以看出逐漸被實用化的趨勢與機會。面对未来,相信最大的应用市场应该是照明,在以前,低辉度的产品不论价格还是亮度都无法与萤光灯和白热灯相比,但是随着发光效率的提高和价格的下降,可以看出逐渐被实用化的趋势与机会。
LED將在亮度和成本方面與HID進行競爭LED将在亮度和成本方面与HID进行竞争
以目前來看,在車用領域最大的課題是將LED應用在汽車的頭燈,例如在日本市場,由於受到法律的限制,無法在頭燈使用LED。以目前来看,在车用领域最大的课题是将LED应用在汽车的头灯,例如在日本市场,由于受到法律的限制,无法在头灯使用LED。 但是,這樣的限制將在2007年開始出現轉機,從2007年開始可以將LED應用在概念車上,從2008年開始,更可以擴大使用LED來作為頭燈,並且在2010年以後應該可以以允許開始正式使用。但是,这样的限制将在2007年开始出现转机,从2007年开始可以将LED应用在概念车上,从2008年开始,更可以扩大使用LED来作为头灯,并且在2010年以后应该可以以允许开始正式使用。