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LED照明的崛起(一)：看日企如何将LED技术发挥到极致 - OFweek半导体照明网

OFweek半导体照明网讯 白色LED由日亚化学工业开发出基本构造，并实现了广泛普及。但如今市场对LED照明的需求越来越多样化，仅凭以往的技术框架已经无法满足市场需求。现在，不仅仅是改良，基本构造各异的技术逐渐出现。这些技术具有取代以往技术的可能性。 LED照明在技术上迎来了第二个发展阶段。这是因为基本构造大大改变的多项技术正在强势崛起，而不仅仅是以往白色LED技术的改良。这些革新性技术将开拓白炽灯泡和荧光灯以外的新照明用途。 以往的白色LED大多指以日亚化学工业1996年推出的技术为基础开发的LED。这类产品一般组合使用在蓝宝石基板上生长GaN晶体制作的蓝色LED与黄色发光荧光材料YAG*，从而形成白光。 日亚化学的技术无疑是在与其他白色发光LED技术的竞争中脱颖而出的一项优秀技术。不过，由于技术成熟度比较高，性能进一步提高的余地较小。 日亚化学工业在2010年初试制成功以20mA的电流实现了249lm/W高发光效率LED时就表示 技术已经接近极限 ，宣布追求发光效率的研究和学术发表将会告一段落。 另一方面，伴随着LED在照明市场上的作用越来越大，对性能的要求也呈现高度化和多样化，具体表现为（1）提高发光效率、（2）大幅削减制造成本、（3）实现高亮度、（4）提高显色指数、降低LED特有的眩光，等等需求。而以往的白色LED技术已经无法充分应对这些需求，因而出现市场增长停滞态势（图1）。 图1：锁定目标打破壁垒的行动加速 打破LED照明市场增长停滞局面的4个技术方向。发光效率、价格、亮度和显色指数等一般呈此消彼长的关系，很难同时提高（a）。今后LED的发展趋势将是，根据要求大幅改变技术，从而至少大幅提高其中一方面的性能。 最大限度努力确保性能 此前，具备高发光效率和大光通量的LED照明产品为设法满足（1）～（4）的需求，把精力集中在了为数不多的技术选项中。例如，发光效率接近200lm/W的直管型LED灯通过为各芯片加载小电流使之以低亮度发光，从而实现高效率，同时通过大量排列这种芯片来确保灯具整体所需光通量（图2）。 图2：效率的提高与亮度的提高此消彼长 LED灯的电流密度与发光效率的选择示例。以几mA/mm2的超低电流密度驱动发光效率近200lm/W的直管型LED灯，通过大量排列LED芯片确保光通量。大光通量COB也基本采取相同的战略。 采用这种设计的原因之一是，LED芯片的发光特性存在 光效下降（Droop）现象 。电流密度越小发光效率越高，电流密度增大，发光效率则会不断降低。也可以说，发光效率与亮度属于此消彼长的关系。

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