LED發(fā)展歷史已經(jīng)幾十年,但在照明領(lǐng)域的應(yīng)用還是新技術(shù)。隨著LED技術(shù)的迅猛發(fā)展,其發(fā)光效率的逐步提高,LED的應(yīng)用市場(chǎng)將更加廣泛,特別在全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下,LED在照明市場(chǎng)的前景更備受全球矚目。面對(duì)巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì),世界各大公司紛紛加快研發(fā)創(chuàng)新的步伐。大功率白光LED目前實(shí)驗(yàn)室里已經(jīng)達(dá)到157 lm/w的水平,接近100lm/w的大功率白光LED即將進(jìn)入商業(yè)化。大功率、高光效、低成本三大瓶頸正在被逐步突破?？梢哉f,白光LED進(jìn)入普通照明領(lǐng)域的曙光已經(jīng)顯現(xiàn)。

　　這里我們以2006年6月日亞化學(xué)發(fā)布光效100lm/W的白色LED為里程碑,對(duì)近年來(lái)LED光效發(fā)展的進(jìn)程進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單梳理。

　　(2008年10月)Cree發(fā)布光效達(dá)157lm/W的白色LED

　　Cree公司在瑞士召開的一個(gè)氮化鎵的研討會(huì)上宣布其白光LED的實(shí)驗(yàn)室水平已經(jīng)達(dá)到157lm/W,其102 lm/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(guó))電子元器件公司量產(chǎn)上市輸入電流為250mA時(shí),光束為90lm的白光LEDTL12W02-D。新款LED由2枚輸入電流250mA時(shí)光束為40lm的該公司LED芯片封裝而成。當(dāng)輸入電流為250mA、溫度為25℃時(shí)能夠得到在CIE的色度圖坐標(biāo)(x=0.32,y=0.31)的白光。通過使用低熱阻封裝,提高了散熱性。工作溫度范圍為-40～+100℃,接合部溫度最高可達(dá)到110℃。順向電流為250mA時(shí)的順向電壓為6.8V。最大功耗為2.4W。表面安裝款式的外形尺寸為10.5mm5.0mm2.1mm。設(shè)想將應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)設(shè)備和民用設(shè)備。每1萬(wàn)個(gè)批量購(gòu)買時(shí)的價(jià)格為2.9美元。

　　(2008年5月)JLEDS修改普通照明用白光LED開發(fā)藍(lán)圖

　　日本LED照明推進(jìn)協(xié)進(jìn)會(huì)(JLEDS)公開了照明器具用高功率白光LED的技術(shù)開發(fā)藍(lán)圖,分別提出了白光普通產(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(biāo)等。按照目標(biāo),2015年前后發(fā)光效率預(yù)計(jì)達(dá)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(dá)到100lm/W左右,高顯色型將超過80lm/W,燈泡色型將達(dá)到70lm/W左右。2010年預(yù)計(jì)分別達(dá)到130lm/W左右、120lm/W左右和90lm/W以上,2015年預(yù)計(jì)分別達(dá)到160lm/W以上、140lm/W以上和130lm/W左右。關(guān)于LED照明的普及,技術(shù)開發(fā)藍(lán)圖中表示,將在發(fā)光效率超過100lm/W的2010年前后以商業(yè)設(shè)施為中心進(jìn)行普及。在光質(zhì)(白光LED發(fā)出的光色調(diào)等)得到改善的2015年前后,LED照明將在辦公室和住宅領(lǐng)域得以普及。

　　技術(shù)開發(fā)規(guī)劃還提到了促進(jìn)普及所面臨的課題。指出實(shí)現(xiàn)普及的最大課題是成本。LED照明器具的成本是熒光燈器具和HID器具的5～10倍。這是因?yàn)樵趩挝涣炼鹊墓庠磧r(jià)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(rèn)為,不僅要降低光源成本,降低周邊部件的成本同樣也很重要。另外,室內(nèi)照明十分重視色溫和顯色性,因此還必須改善光質(zhì)。

　　(2007年9月)日亞化學(xué)發(fā)布350mA時(shí)光效134lm/W高功率白色LED

　　日亞化學(xué)工業(yè)發(fā)布了定位為1W級(jí)LED的下下一代高功率白色LED。350mA電流輸入時(shí)光通量為145lm,發(fā)光效率為134lm/W。與輸入電能相對(duì)應(yīng)的光輸出的效率為39.5%。該產(chǎn)品為YAG熒光體及藍(lán)色LED芯片組和的品種,芯片尺寸為1mm見方。預(yù)定應(yīng)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(cè)定,還采用了脈沖電流輸入的方式。具體投產(chǎn)時(shí)間未定。

　　此次實(shí)現(xiàn)白色LED高效率化的原因是實(shí)現(xiàn)了所用的藍(lán)色LED芯片的高效率化。該藍(lán)色LED在350mA驅(qū)動(dòng)時(shí)的光功率為651m/W,波長(zhǎng)為444nm。外部量子效率為66.5%,WPE為60.3%。1A驅(qū)動(dòng)時(shí),光功率可達(dá)1.7W。此次發(fā)布的下下代產(chǎn)品的問題為正向電壓較高。今后將著手實(shí)現(xiàn)外延生長(zhǎng)方法的優(yōu)化,以降低正向電壓。

　　(2007年9月)西鐵城電子開發(fā)出540lm照明用白色LED

　　西鐵城電子開發(fā)出了輸入700mA電流時(shí)可實(shí)現(xiàn)540lm光通量的照明用白色LEDCL-L102-C7系列。計(jì)劃從2007年10月開始供應(yīng)樣品,2008年1月量產(chǎn)供貨。此次開發(fā)的白色LED是該公司正在銷售的CL-L102-C3系列(輸入350mA電流時(shí)光通量為245lm)的高功率型產(chǎn)品。新產(chǎn)品發(fā)光效率更高,輸入700mA電流時(shí)為74lm/W,輸入350mA電流時(shí)為90lm/W。此次的LED在光量為150lm時(shí),輸入電流可降低160mA,發(fā)光效率可大幅提高110lm/W。新產(chǎn)品的外形尺寸為50mm7mm2mm。色溫為5000K,今后還將推出2900K品種。

　　(2007年8月)歐司朗發(fā)布光效達(dá)85lm/W的紅色及橙色系LED

　　德國(guó)歐司朗光電半導(dǎo)體上市了最大發(fā)光效率高達(dá)85lm/W的AlGaInP系LED。共有5款產(chǎn)品,其中2款為紅色,其余分別為紅橙色、橙色及黃色。主要面向汽車內(nèi)裝照明、LED顯示器及娛樂設(shè)備等。此次的LED配備有使用Thinfilm技術(shù)的LED芯片。通過采用該芯片,紅橙色LED的發(fā)光效率提高到了該公司原產(chǎn)品Lx T67F系列的3.5倍左右。光強(qiáng)度的最大值及最小值、發(fā)光峰值波長(zhǎng)及發(fā)光效率如下(均為輸入20mA電流時(shí)的數(shù)值)：紅色LED亮度為280～900mcd,發(fā)光峰值波長(zhǎng)為633nm,發(fā)光效率為47lm/W;另一款紅色LED相應(yīng)的數(shù)值分別為355～1120mcd、625nm、65lm/W。紅橙色LED為560～1800mcd、617nm、85lm/W;橙色LED為560～1800mcd、606nm、85lm/W;黃色LED為355～1120mcd、590nm、60lm/W。全部產(chǎn)品均采用表面貼裝型封裝。尺寸大小為3.5mm2.8mm1.9mm。放射角為120度。工作溫度范圍為-40～+100℃。

　　(2007年2月)CAO Group Dynasty系列LED光效達(dá)100lm/W

　　CAO Group公司的Dynasty LED典型光效從之前的50-70lm/W上升至50-100lm/W。Dynasty系列LED將多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)LED芯片集成在一起以實(shí)現(xiàn)高光能量,使得每流明成本降得比預(yù)期還低,延長(zhǎng)了工作壽命。采用水平360度、垂直270度的蝴蝶光束光學(xué)設(shè)計(jì),封裝直徑僅9mm,除傳統(tǒng)的表面貼裝外,還可進(jìn)行screw-in、twist-in 貼裝。其3D結(jié)構(gòu)使燈泡的替換更為方便,這點(diǎn)對(duì)LCD背光源單個(gè)元件的換用尤為重要。產(chǎn)品顏色分為紅光、藍(lán)綠光、綠光、黃光和藍(lán)光,白光色溫為5000--7000K。

　　(2007年1月)Lumileds 白光LED電流350mA下光效達(dá)115lm/W

　　Philips Lumileds宣布其基于芯片的大功率白光LED(尺寸1mm x1 mm)首次突破100lm/W大關(guān),顯露出固態(tài)照明的真實(shí)潛力：在350 mA下, 光效 115lm/W(光通量為136lm)、相關(guān)色溫(CCT) 4685K;2000mA下,光通量達(dá)502lm,光效為61lm/W。尤其是相關(guān)色溫,其數(shù)值遠(yuǎn)低于之前報(bào)道的典型值。

　　(2006年12月)艾笛森單芯片白光LED最高亮度250lm

　　臺(tái)灣封裝廠艾笛森光電發(fā)表KLC8系列產(chǎn)品,此系列產(chǎn)品可提供最高達(dá)250lm@1A的單芯片封裝亮度,并具有最高的發(fā)光效率100lm/W@350mA,產(chǎn)品壽命可達(dá)50,000小時(shí)。其大范圍的動(dòng)態(tài)作業(yè)特性(0mA~1A),適用于省電照明,情境照明等可調(diào)變照明燈具應(yīng)用。KLC8一般出貨發(fā)光效率在350mA作業(yè)電流下為85lm/W,此系列提供白光(4,500-10,000K)及暖白(2,800-3,800K)兩種LED光源,暖白LED的發(fā)光效率可達(dá)70lm/W@350mA,此系列采用膠卷式封裝,適用于無(wú)鉛制程,具高度生產(chǎn)性。

　　(2006年12月)首爾半導(dǎo)體單芯片白光LED光效達(dá)100lm/W

　　韓國(guó)首爾半導(dǎo)體推出光效為100lm/W的單芯片白光LED-P4。P4在最大驅(qū)動(dòng)電流下的光通量為240 lm,在350 mA下典型光效為100 lm/W ,另一種光效為80 lm/W。首爾半導(dǎo)體評(píng)價(jià),傳統(tǒng)LED可由多顆芯片實(shí)現(xiàn)100lm以上的光通量,但P4卻是憑單顆芯片達(dá)到光通量240lm的白光LED。首爾預(yù)計(jì)其性能還將連獲突破：預(yù)計(jì)明年實(shí)現(xiàn)光效135 lm/W ,08年初達(dá) 145 lm/W 。

　　(2006年12月)日亞白色LED發(fā)光效率增至150lm/W

　　日亞化學(xué)工業(yè)開發(fā)出了正向電流為20mA時(shí)、發(fā)光效率達(dá)到150lm/W的白色LED,達(dá)到了現(xiàn)行產(chǎn)品的1.5倍。如果只著眼于發(fā)光效率與其它光源進(jìn)行比較,則此次白色LED的發(fā)光效率達(dá)到了提高演色性后的熒光燈(同上條件下發(fā)光效率為90lm/W)的約1.7倍,為白熾燈(同上條件下發(fā)光效率為13lm/W)的11.5倍,甚至超過了普遍認(rèn)為發(fā)光效率最高的高壓鈉燈(發(fā)光效率為132lm/W)。此次的白色LED與普通LED一樣,是由藍(lán)色LED芯片與YAG類黃色熒光體組合而成。采用了與該公司NICHIARAIKOH型號(hào)產(chǎn)品相同的封裝,接通20mA電流時(shí)可發(fā)出9.4lm的光通量(色溫為4600K時(shí))。平均演色評(píng)價(jià)指數(shù)(Ra)為95。 此次的白色LED為開發(fā)品,投產(chǎn)日期尚未確定。今后,日亞化學(xué)工業(yè)計(jì)劃著手提高生產(chǎn)技術(shù),以盡早實(shí)現(xiàn)150lm/W產(chǎn)品的實(shí)用化。

　　(2006年7月)Cree開發(fā)出發(fā)光效率達(dá)131lm/W的白光LED

　　2006年7月,美國(guó)Cree公司日前宣布開發(fā)出了發(fā)光效率達(dá)131lm/W的白光LED。該公司表示,此次的產(chǎn)品在LED業(yè)界將成為新的標(biāo)桿,強(qiáng)調(diào)了其發(fā)光效率之高。據(jù)悉,這一發(fā)光效率值已得到美國(guó)國(guó)立標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(NIST：National Institute of Standards and Technology)證實(shí)。該白光LED使用Cree公司的GaN類LED芯片EZBright試制而成。131lm/W的發(fā)光效率是施加20mA電流時(shí)獲得的數(shù)值。色溫度為6027K。

　　(2006年6月)日亞化學(xué)發(fā)布光效100lm/W的白色LED

　　日亞化學(xué)開發(fā)出了發(fā)光效率為100lm/W的白色LED,并開始供應(yīng)樣品,計(jì)劃同年12月投入量產(chǎn)。從發(fā)光效率來(lái)說,性能超過了普及型熒光燈,可與發(fā)光效率較高的品種比肩。2005年該公司曾表示2010年前后量產(chǎn)100lm/W產(chǎn)品。這次公布的消息將量產(chǎn)時(shí)間提前了3～4年。日亞化學(xué)工業(yè)即將供應(yīng)樣品的白色LED在20mA的輸入電流下可得到6lm的光通量。屬于輸入電力僅為0.06W的小功率品種。具體價(jià)格未定。日亞化學(xué)曾在學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表過113lm/W的白色LED開發(fā)品。日亞化學(xué)還公布了2007年以后的開發(fā)藍(lán)圖。據(jù)稱,2007年將完成150lm/W產(chǎn)品的開發(fā)。此前,其他廠商紛紛表示將于2006年～2007年前后投產(chǎn)90lm/W～100lm/W產(chǎn)品,而日亞化學(xué)工業(yè)只是公布了一個(gè)保守值。