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半導(dǎo)體照明概況.描述第一頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。目錄固態(tài)照明概況電光源的歷史半導(dǎo)體發(fā)光二極管第三代半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體照明的來(lái)臨未來(lái)的前景半導(dǎo)體照明發(fā)展現(xiàn)狀第二頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。目錄固態(tài)照明概況電光源的歷史半導(dǎo)體發(fā)光二極管第三代半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體照明的來(lái)臨未來(lái)的前景半導(dǎo)體照明發(fā)展現(xiàn)狀第三頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分?;稹祟惖奈拿鞯谒捻?yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。燈—延續(xù)歷史幾千年第五頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。目錄固態(tài)照明概況電光源的歷史半導(dǎo)體發(fā)光二極管第三代半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體照明的來(lái)臨未來(lái)的前景半導(dǎo)體照明發(fā)展現(xiàn)狀第六頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。1879年愛迪生發(fā)明白熾燈第七頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。熒光燈將電光源帶入新天地第八頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。目錄固態(tài)照明概況電光源的歷史半導(dǎo)體發(fā)光二極管第三代半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體照明的來(lái)臨未來(lái)的前景半導(dǎo)體照明發(fā)展現(xiàn)狀第九頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。第十頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。半導(dǎo)體照明概述一、半導(dǎo)體照明半導(dǎo)體照明是指用全固態(tài)發(fā)光器件(發(fā)光二極管,即LED,是由半導(dǎo)體材料制成的光電器件,可將電能直接轉(zhuǎn)換為光能)作為光源的照明,具有高效、節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、易維護(hù)等顯著特點(diǎn),是近年來(lái)全球最具發(fā)展前景的高新技術(shù)領(lǐng)域之一,是人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一場(chǎng)照明光源的革命。半導(dǎo)體照明(LED)第十一頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。二、LED(LightEmittingDiode)
LED,是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片,晶片的一端附在一個(gè)支架上,整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導(dǎo)體,空穴占主導(dǎo)地位,另一端是N型半導(dǎo)體,主要是電子。這兩種半導(dǎo)體相連就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候,電子就會(huì)被推向P區(qū),在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合,然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量,這就是LED發(fā)光的原理。LED構(gòu)造圖第十二頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。
三、LED產(chǎn)業(yè)鏈
LED產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為五部分:原材料,LED上游產(chǎn)業(yè),LED中游產(chǎn)業(yè),LED下游產(chǎn)業(yè),測(cè)試儀器和生產(chǎn)設(shè)備。1、原材料
LED的原材料包括襯底材料砷化鎵、氮化鋁、磷化鎵、磷砷化鎵、銦鎵鋁磷、銦鎵氮等。它們大部分是III—V族化合物半導(dǎo)體單晶,生產(chǎn)工藝比較成熟。原材料的純度一般都要在6N以上。2、LED上游產(chǎn)業(yè)主要是指LED發(fā)光材料外延制造和芯片制造。由于外延工藝的高度發(fā)展,器件的主要結(jié)構(gòu)如發(fā)光層、限制層、緩沖層、反射層等均已在外延工序中完成,芯片制造主要是做正、負(fù)電極和完成分割檢測(cè)。第十三頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。3、LED中游產(chǎn)業(yè)
是指LED器件封裝產(chǎn)業(yè)。根據(jù)用于現(xiàn)實(shí)、照明、通信等不同場(chǎng)合,封裝出不同顏色、不同形狀的品種繁多的LED發(fā)光器件。4、LED下游產(chǎn)業(yè)是指應(yīng)用LED作為顯示或照明器件后形成的產(chǎn)業(yè)。主要的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)有LED顯示屏、LED交通信號(hào)燈、LED航標(biāo)燈、LED景觀燈飾、液晶背光源、LED車燈、LED特殊照明等。水立方景觀照明第十四頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。鳥巢景觀照明第十五頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。篔筜湖畔的LED照明第十六頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。中山路商業(yè)街的LED照明第十七頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。位于湖濱北路的中閩大廈第十八頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。5、測(cè)試儀器和生產(chǎn)設(shè)備測(cè)試儀器主要有:外延材料方面的X射線雙晶衍射儀、熒光譜儀、盧瑟福背散射溝道譜儀等;芯片、器件測(cè)試儀器方面的LED光電特性測(cè)試儀、光譜分析儀等。生產(chǎn)設(shè)備包括金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積儀(Metal-organicChemicalVaporDePosition
,縮寫MOCVD)、液相外鍍爐、光刻機(jī)、劃片機(jī)、全自動(dòng)固晶機(jī)、金絲球焊機(jī)、硅鋁絲超聲壓焊機(jī)、灌膠機(jī)、真空烘箱、芯片計(jì)數(shù)儀、芯片檢測(cè)儀、倒膜機(jī)、光色點(diǎn)全自動(dòng)分選機(jī)等。第十九頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。
廈門為中國(guó)七大LED產(chǎn)業(yè)基地之一,首批4個(gè)半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地之一(大連、上海、南昌和廈門
),已經(jīng)成為中國(guó)大陸地區(qū)光電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要城市。廈門生產(chǎn)LED外延片、芯片的企業(yè)有四家,即廈門三安光電、聯(lián)廈光電、明達(dá)光電、乾照光電,芯片總產(chǎn)量約占祖國(guó)大陸自產(chǎn)芯片的25%。封裝企業(yè)有十幾家,下游應(yīng)用企業(yè)有50多家,還有與之配套的熒光粉、環(huán)氧樹脂、塑料鏡頭、藍(lán)寶石外延材料、各種輔助材料和模具等生產(chǎn)廠,形成了較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
2009年廈門市光電產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值404.39億元,首次突破400億元,銷售收入398.72億元。2009年,產(chǎn)值及銷售同時(shí)超億的廈門市光電企業(yè)有29家。2009年廈門市節(jié)能燈照明出口占有量繼續(xù)保持全球市場(chǎng)20%以上,為全球高端節(jié)能照明的制造和出口基地。四、廈門市LED產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)介第二十頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。LED光源的特點(diǎn)
電壓:LED使用低壓電源,供電電壓在6-24V之間,根據(jù)產(chǎn)品不同而異,所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源,特別適用于公共場(chǎng)所。效能:消耗能量較同光效的白熾燈減少80%適用性:很小,每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制備成各種形狀的器件,并且適合于易變的環(huán)境穩(wěn)定性:10萬(wàn)小時(shí),光衰為初始的50%響應(yīng)時(shí)間:其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí),LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)對(duì)環(huán)境污染:無(wú)有害金屬汞顏色:改變電流可以變色,發(fā)光二極管方便地通過(guò)化學(xué)修飾方法,調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙,實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的LED,隨著電流的增加,可以依次變?yōu)槌壬?,黃色,最后為綠色價(jià)格:LED的價(jià)格比較昂貴,較之于白熾燈,幾只LED的價(jià)格就可以與一只白熾燈的價(jià)格相當(dāng),而通常每組信號(hào)燈需由上300~500只二極管構(gòu)成。第二十一頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。LED的發(fā)展歷史1965年世界上的第一只商用化LED誕生,用鍺制成,單價(jià)45美元,為紅光LED,發(fā)光效率0.1lm/w1968年利用半導(dǎo)體攙雜工藝使GaAsP材料的LED的發(fā)光效率達(dá)到1lm/w,并且能夠發(fā)出紅光、橙光和黃光1971年出現(xiàn)GaP材料的綠光LED,發(fā)光效率也達(dá)到1lm/w第二十二頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。LED的發(fā)展歷史80年代,重大技術(shù)突破,開發(fā)出AlGaAs材料的LED,發(fā)光效率達(dá)到10lm/w1990年到2001年,AlInGaP的高亮度LED成熟,發(fā)光效率達(dá)到40—50lm/w1990年基于SiC材料的藍(lán)光LED出現(xiàn),發(fā)光效率為0.04lm/w90年代中期出現(xiàn)以藍(lán)寶石為襯底的GaN藍(lán)光LED,到目前仍然為該技術(shù)第二十三頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。單色光LED應(yīng)用最初LED用作儀器儀表的指示光源,后來(lái)各種光色的LED在交通信號(hào)燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用,產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以12英寸的紅色交通信號(hào)燈為例,在美國(guó)本來(lái)是采用長(zhǎng)壽命,低光效的140瓦白熾燈作為光源,它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后,光損失90%,只剩下200流明的紅光。而在新設(shè)計(jì)的燈中,Lumileds公司采用了18個(gè)紅色LED光源,包括電路損失在內(nèi),共耗電14瓦,即可產(chǎn)生同樣的光效。第二十四頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。汽車信號(hào)燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。1987年,我國(guó)開始在汽車上安裝高位剎車燈,由于LED響應(yīng)速度快(納秒級(jí)),可以及早讓尾隨車輛的司機(jī)知道行駛狀況,減少汽車追尾事故的發(fā)生。另外,LED燈在室外紅、綠、藍(lán)全彩廣告顯示屏得到了廣泛的應(yīng)用。第二十五頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。第二十六頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。
深圳寶安國(guó)際機(jī)場(chǎng)A樓出發(fā)大廳LED顯示媒體近景屏幕顯示面積:5.3米X3.5米=18平方米第二十七頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。
——深圳寶安國(guó)際機(jī)場(chǎng)A樓出發(fā)大廳LED顯示媒體實(shí)景第二十八頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。目錄固態(tài)照明概況電光源的歷史半導(dǎo)體發(fā)光二極管第三代半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體照明的來(lái)臨未來(lái)的前景半導(dǎo)體照明發(fā)展現(xiàn)狀第二十九頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。半導(dǎo)體材料的分代以硅Si為代表的半導(dǎo)體材料為第一代半導(dǎo)體材料以砷化鎵GaAs為代表的化合物半導(dǎo)體材料為第二代半導(dǎo)體材料以氮化鎵GaN為代表的寬帶隙化合物半導(dǎo)體材料為第三代半導(dǎo)體材料第三十頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。GaN半導(dǎo)體材料特點(diǎn)寬帶隙化合物半導(dǎo)體材料,有很高的禁帶寬度(2.3—6.2eV),可以覆蓋紅、黃、綠、藍(lán)、紫和紫外光譜范圍,是到目前為止其它任何半導(dǎo)體材料都無(wú)法達(dá)到的高頻特性,可以達(dá)到300GHz(硅為10G,砷化鎵為80G)第三十一頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。
高溫特性,在300℃正常工作(非常適用于航天、軍事和其它高溫環(huán)境)耐酸、耐堿、耐腐蝕(可用于惡劣環(huán)境)高壓特性(耐沖擊,可靠性高)大功率(對(duì)通訊設(shè)備是非??释模〨aN半導(dǎo)體材料特點(diǎn)第三十二頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。GaN外延片生產(chǎn)通過(guò)MOCVD進(jìn)行GaN單晶膜外延生長(zhǎng)用藍(lán)寶石為襯底材料用高純氨氣提供氮源用金屬有機(jī)源提供鎵、銦、鋁源通過(guò)金屬有機(jī)源化學(xué)氣相沉積的方法進(jìn)行生長(zhǎng)第三十三頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。
GaN基LED外延片第三十四頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。MOCVD系統(tǒng)目前國(guó)際上MOCVD的價(jià)格在每臺(tái)440萬(wàn)美元左右,按人民幣計(jì)算接近3000萬(wàn)元。生產(chǎn)企業(yè)主要有:德國(guó)的Aixtron公司、美國(guó)的Emcore公司、英國(guó)的ThomasSwan公司等。第三十五頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。GaN基LED芯片生產(chǎn)通過(guò)幾十道工序,將GaN外延片加工成為L(zhǎng)ED芯片,標(biāo)準(zhǔn)芯片的尺寸為0.3X0.3mm一片2”外延片可以加工10000多顆LED芯片第三十六頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。GaN基藍(lán)綠光LED芯片第三十七頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。GaN基大功率藍(lán)光LED芯片第三十八頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。GaN半導(dǎo)體光電器件應(yīng)用藍(lán)、綠光LED
全彩色大屏幕交通信號(hào)燈背光源、儀器儀表指示燈景觀光源第三十九頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。藍(lán)、綠、白光LED第四十頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。室外大LED全彩色屏幕第四十一頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。LED交通信號(hào)燈第四十二頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。城市建筑裝飾燈光工程第四十三頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。花旗銀行大廈第四十四頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。半導(dǎo)體照明(LED)鋰電池礦燈近百年來(lái),國(guó)內(nèi)外礦工普遍采用由鉛酸電池和白熾燈組成的帽燈,這種帽燈體積很大重量接近3Kg。使用過(guò)程中,鉛酸電池需要經(jīng)常加酸補(bǔ)液,維護(hù)工作量很大,同時(shí)硫酸電解液溢出時(shí)有可能燒破衣服甚至燒傷皮膚。此外由于白熾燈的壽命很短,在井下工作時(shí),若燈泡燒壞,將嚴(yán)重影響采煤工作。這種礦燈的安全性能很差,外部發(fā)生短路時(shí),將產(chǎn)生很強(qiáng)的火花,有可能引起瓦斯爆炸。礦燈選用LED作光源后,照度和壽命大大提高,功耗也大大降低。礦燈選用鋰電池是減輕重量減小體積的必然選擇,但是由于目前大量應(yīng)用的鈷酸鋰和錳酸鋰電池,存在著燃燒甚至爆炸的危險(xiǎn)。最近我們配合有關(guān)鋰電池生廠商推出了磷酸鐵鋰電池,使鋰電池的安全性能大大提高。目前這種新型礦燈國(guó)內(nèi)已有數(shù)十家工廠生產(chǎn),并且國(guó)營(yíng)大中型煤礦已普遍采用,有些產(chǎn)品已開始出口。第四十五頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。礦用隔爆不斷電LED巷道燈
過(guò)去礦井巷道內(nèi)普遍采用隔爆白熾燈。這種燈具耗電量特別大、壽命短、照度低。近年來(lái)大部分礦井開始采用隔爆熒光燈。由于巷道內(nèi)需要晝夜連續(xù)照明,白熾燈和熒光燈的耗電量較大壽命較短,每年所需電費(fèi)很高而且每年都要投入大量的人力和物力,更換維護(hù)巷道燈,通常更換巷道燈時(shí),需切斷電源,因而也影響生產(chǎn)。此外礦井內(nèi)許多重要的場(chǎng)所要求不間斷照明,為此采用白熾燈和熒光燈時(shí),必須配置容量很大的蓄電池和逆變器,不僅成本增加,供電可靠性也較差。隔爆不斷電LED巷道燈采用多陣列LED作光源,很容易實(shí)現(xiàn)不斷電應(yīng)急照明。電源供電正常時(shí),各陣列LED都點(diǎn)亮,同時(shí)蓄電池充電,電源中斷后,燈內(nèi)的磷酸鐵鋰電池給一組LED陣列供電,功耗很小。兩只500mAh電池可供電10小時(shí),這種巷道燈已經(jīng)在多家礦井試用,用戶反映極好。雖然目前成本較高,但兩年節(jié)省的電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)即可補(bǔ)償一次性投資。第四十六頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。太陽(yáng)能LED照明系統(tǒng)由于偏遠(yuǎn)地區(qū)都遠(yuǎn)離供電網(wǎng),架設(shè)輸電線路的投資非常大,線路損耗也十分驚人。為此通常都采用太陽(yáng)能光伏電源供電。在這種供電系統(tǒng)中采用LED作光源,可節(jié)省大量的電能。雖然LED燈目前成本較高,但是在要求同樣照明功率和照明時(shí)間的條件下,光伏電池組件和貯能蓄電池的容量可減小60%,同時(shí)半導(dǎo)體照明燈由直流電壓供電,可省去將直流電變?yōu)榻涣麟姷哪孥E器,這樣不僅提高了供電效率和供電系統(tǒng)的可靠性,還大幅度降低了系統(tǒng)成本。該產(chǎn)品還可用于高速公路遂道照明、太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能庭院燈等。第四十七頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。
室內(nèi)LED照明燈具LED照明燈雖然具有很多優(yōu)點(diǎn),但是由于它的照射角度有一定限制,用作室內(nèi)照明燈具有一定的困難。多層LED陣列特殊結(jié)構(gòu)研制的LED燈泡,不但解決泛光照明的要求,還很好的解決了LED的散熱問(wèn)題,LED驅(qū)動(dòng)器模塊可滿足很寬的輸入電壓要求(交流和直流24V~280V),可適用任何于國(guó)家任何和地區(qū)的電網(wǎng)要求。LED燈管采用了遠(yuǎn)光、近光配光系統(tǒng),可以滿足各種不同的要求。8WLED燈管可取代20W日光燈,3-10WLED燈泡可取代60-100W白熾燈泡。普通照明LED燈采用符合人體視覺(jué)科學(xué)的配光曲線,可進(jìn)入千家萬(wàn)戶使用。這些室內(nèi)照明燈具根據(jù)用戶的要求還可增加應(yīng)急照明功能,從而可取代目前廣泛應(yīng)用的應(yīng)急燈。第四十八頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。GaN半導(dǎo)體光電器件應(yīng)用藍(lán)光激光器(BLD)藍(lán)光DVD,雙面雙密度容量為20G,取代現(xiàn)有紅光DVD,是以后數(shù)字電視存儲(chǔ)的必由之路激光打印和顯示,生物醫(yī)療儀器和設(shè)備,光譜測(cè)量系統(tǒng)可用于軍事領(lǐng)域,450~550nm的藍(lán)-綠光波段對(duì)海水是透光的,所以BLD可通過(guò)空間衛(wèi)星、機(jī)載平臺(tái)直接用來(lái)對(duì)海底潛艇通信,大大提高潛艇的隱蔽性和保密性。這是軍事部門長(zhǎng)久渴望實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段。
第四十九頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。中國(guó)漢級(jí)核潛艇第五十頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。索尼全球首臺(tái)藍(lán)光DVD刻錄機(jī)BDZ-S7第五十一頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。目錄固態(tài)照明概況電光源的歷史半導(dǎo)體發(fā)光二極管第三代半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體照明的來(lái)臨未來(lái)的前景半導(dǎo)體照明發(fā)展現(xiàn)狀第五十二頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。優(yōu)異的性能白光LED
固體冷光源,效率高,綠色環(huán)保壽命長(zhǎng),可以達(dá)到10萬(wàn)小時(shí)(連續(xù)10年)低電壓工作是照明領(lǐng)域的又一次革命第五十三頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。光源使用壽命長(zhǎng)LED燈的理論壽命可達(dá)10萬(wàn)小時(shí),實(shí)際使用壽命超過(guò)5萬(wàn)小時(shí),按每天點(diǎn)亮10小時(shí),LED燈可用5000天,因此LED燈可用10年以上。燈內(nèi)控制電路采用高質(zhì)量設(shè)計(jì),可工作10年以上。白熾燈的平均壽命只有1000小時(shí),其他光源的平均壽命也只有3000-8000小時(shí),遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LED燈的壽命。由于LED燈的壽命很長(zhǎng),不需要經(jīng)常更換,因此可大大節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。第五十四頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。光效高節(jié)電顯著
電光源每W電功率產(chǎn)生的光通量稱為光效,單位為L(zhǎng)m/w。普通白熾燈的光效為15Lm/w,LED的光效可達(dá)到200Lm/w,約為白熾燈的10倍以上。與同亮度白熾燈相比,LED照明燈可節(jié)省80-90%電能。如果每只路燈的功率由400W減小到100W,每天照明時(shí)間按10小時(shí)計(jì)算,每天可節(jié)電3000Wh,按每度電.0.5元計(jì)算,每天可節(jié)省電費(fèi)1.5元,全年每只路燈節(jié)省電費(fèi)547元,兩年節(jié)省的電費(fèi)遠(yuǎn)高于LED燈的成本。由于LED燈特別省電,因此供電電纜的線徑可能大大減小,因而可節(jié)省初期投資。應(yīng)當(dāng)特別指出的是:由于LED燈特別省電,因此有可能實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池供電。過(guò)去每只路燈的功率都在250W-400W之間,如果采用太陽(yáng)能電池供電,所需太陽(yáng)能電池的容量和蓄電池的容量非常大,成本特別高。LED路燈和庭院燈功率約為30W-50W,因此所需太陽(yáng)能電池和蓄電池的容量較小,可以大大減小初期投資。據(jù)估算,全國(guó)若有三分之一的照明燈具使用LED燈,每年節(jié)約的電費(fèi)可重建一個(gè)三峽工程,對(duì)建立節(jié)約型社會(huì)是一個(gè)巨大的貢獻(xiàn),而且間接地減輕了因火力發(fā)電造成的嚴(yán)重環(huán)境污染及不可再生資源的消耗。第五十五頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。光通量穩(wěn)定、不波動(dòng)、
無(wú)頻閃效應(yīng)危害
電光源發(fā)出的光通量不穩(wěn)定,產(chǎn)生光波動(dòng)稱為頻閃。頻閃超過(guò)一定范圍后,在燈光下將產(chǎn)生視覺(jué)疲勞,長(zhǎng)期視覺(jué)疲勞會(huì)損傷人的視覺(jué)系統(tǒng)。LED照明燈采用恒定直流電流驅(qū)動(dòng),不會(huì)產(chǎn)生任何頻閃,對(duì)人體沒(méi)有任何危害。日光燈、白熾燈、高壓汞燈、鈉燈等光源均采用交流電源供電,光通量的波動(dòng)深度在55-65%,波動(dòng)頻率為100周,頻閃效應(yīng)的危害性極大。第五十六頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。顯色性能好不會(huì)產(chǎn)生色偏
顯色性表示光對(duì)顏色的還原程度。在顯色性較低的燈光下(一般日光燈顯色指數(shù)為60-70)看東西,眼睛對(duì)顏色的分辨能力低,容易造成視覺(jué)疲勞。綠色照明燈要求顯色指數(shù)應(yīng)大于或等于85。LED燈顯色指數(shù)完全可以滿足綠色照明燈的要求。第五十七頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。白光LED的構(gòu)成方式基于藍(lán)光LED,通過(guò)熒光粉激發(fā)一個(gè)黃光,組合成為藍(lán)光通過(guò)紅、綠、藍(lán)三種LED組合成為白光基于紫外光LED,通過(guò)三基色粉,組合成為白光第五十八頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。第五十九頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。
對(duì)于一般照明,或顯示器的背照光而言,人們更需要白色的光源。1998年發(fā)白光的LED開發(fā)成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成。GaN芯片發(fā)藍(lán)光(λ=465nm,譜寬=30nm),高溫?zé)Y(jié)制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光發(fā)射,峰值550nm。藍(lán)光LED基片安裝在碗形反射腔中,覆蓋以混有YAG的樹脂薄層,約200-500nm。LED基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收,另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合,可以得到得白光?,F(xiàn)在,對(duì)于InGaN/YAG白色LED,通過(guò)改變YAG熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度,可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。第六十頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。白色LED照明燈地磚燈禮品燈手電筒第六十一頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體照明計(jì)劃從2000年起國(guó)家投資5億美元到2010年55%的白熾燈和熒光燈被半導(dǎo)體燈取代每年節(jié)電達(dá)350億美元2015年形成每年500億美元的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)第六十二頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。日本21世紀(jì)照明計(jì)劃投入資金50億日元到2007年30%的白熾燈被置換為半導(dǎo)體照明燈第六十三頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。歐盟的彩虹計(jì)劃應(yīng)用半導(dǎo)體照明實(shí)現(xiàn):高效節(jié)能不使用有害環(huán)境的材料模擬自然光第六十四頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。韓國(guó)“固態(tài)照明計(jì)劃”2004年-2008年韓國(guó)政府計(jì)劃投入1億美元,企業(yè)提供30%的配套資金,近期開始實(shí)施,預(yù)計(jì)2008年LED的發(fā)光效率達(dá)到80lm/W第六十五頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。中國(guó)專家的呼吁我國(guó)有近百名專家(兩院院士)聯(lián)名向國(guó)務(wù)院呼吁,以三峽工程的5%費(fèi)用,支持我國(guó)的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè),用5-10年的時(shí)間的努力,1/3照明應(yīng)用半導(dǎo)體照明,每年可以節(jié)約的電量1000億度,多于一個(gè)三峽水電站的發(fā)電量(800億度)國(guó)家啟動(dòng)國(guó)家半導(dǎo)體照明工程第六十六頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。各國(guó)及地區(qū)半導(dǎo)體照明研發(fā)計(jì)劃表
(單位:lm/w)
國(guó)家(地區(qū))
2002年
2005年
2007年
2008年
2010年
2012年
2020年
美國(guó)
20
70
150200日本
150
歐盟
中國(guó)臺(tái)灣
40
韓國(guó)
80
中國(guó)
100
150~200第六十七頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。2003年以來(lái),大功率LED的應(yīng)用逐步推開,價(jià)格也隨之大幅降低。以功率為1W的白光LED來(lái)對(duì)比,2003年單顆價(jià)格為5-6美元,到2007年則降到2-3美元,而光效則由30lm/W提升到2007年的70-80lm/W。但對(duì)比2007年到現(xiàn)在的1W白光LED單顆價(jià)格,目前仍然維持在2-3美元,不同的是光效提升到了80-90lm/W。目前有能力大批量供應(yīng)白光LED功率芯片及LED器件廠商仍局限在Lumileds、Cree、Osram、Nichia以及臺(tái)灣的晶電等為數(shù)不多的廠商,伴隨著功率白光LED應(yīng)用的高速增長(zhǎng)及其光效的不斷提升,預(yù)計(jì)其單顆LED價(jià)格不會(huì)有過(guò)大的降幅。LED照明市場(chǎng)一角(掠影)第六十八頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。全球LED市場(chǎng)規(guī)模與增長(zhǎng)率
單位:百萬(wàn)美元
020004000600080001000012000140001600020012002200320042005200620072008200920102011-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%規(guī)模增長(zhǎng)率手機(jī)背光帶動(dòng)增長(zhǎng)手機(jī)背光增長(zhǎng)放緩新應(yīng)用推動(dòng)新一波增長(zhǎng)在2008年,NB背光源、汽車照明市場(chǎng)、LED路燈等新應(yīng)用將持續(xù)帶動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)。預(yù)期在2010年以后,將由半導(dǎo)體照明應(yīng)用為L(zhǎng)ED帶來(lái)另一波成長(zhǎng)的契機(jī)。第六十九頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。
全球白熾燈禁用時(shí)間表國(guó)家和地區(qū)預(yù)計(jì)禁用時(shí)間
情況介紹預(yù)估替代形式澳大利亞2009年停止生產(chǎn),最晚在2010年逐步禁止使用傳統(tǒng)的白熾燈。澳洲于2007年2月20日宣布一項(xiàng)計(jì)劃,澳洲在2009年開始停止生產(chǎn)這類耗電燈具。最晚在2010年開始逐步禁止使用傳統(tǒng)的白熾燈,將制定相關(guān)鼓勵(lì)政策技術(shù)規(guī)定。燈泡狀熒光燈、省電日光燈(CFL)、LED照明燈具、T5熒光燈管、OLED照明等臺(tái)灣規(guī)劃2010年開始執(zhí)行白熾燈禁產(chǎn)政策,2012年全面禁產(chǎn)。經(jīng)濟(jì)部能源局在行政院產(chǎn)業(yè)科技策略會(huì)議中宣布,將在2009年第一季全面淘汰白熾燈泡,改用LED照明,預(yù)計(jì)2010年起陸續(xù)停產(chǎn)白熾燈,2012年底將全面停止使用白熾燈泡。日本到2012年止,停止制造并銷售高能耗白熾燈。政府決定到2012年為止,停止制造并銷售高能耗白熾燈泡,東芝照明技術(shù)決定,在2010年之前停產(chǎn)普通白熾燈泡,關(guān)閉全部生產(chǎn)線。今后將以燈泡狀熒光燈和LED照明燈節(jié)能產(chǎn)品取代白熾燈。美國(guó)2012年1月到2014年1月。大多數(shù)白熾燈泡將于2014年在美國(guó)市場(chǎng)上禁止銷售。[2007能源獨(dú)立和安全法案](EnergyIndependenceandSecurityAct'H.R.6).該法案規(guī)定,從2012年到2014年間,美國(guó)要逐步淘汰40W、60W、75W及100W白熾燈泡,以節(jié)能燈泡取代替換。第七十頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。
全球白熾燈禁用時(shí)間表國(guó)家預(yù)計(jì)禁用時(shí)間
情況介紹中國(guó)發(fā)改委預(yù)計(jì)10年內(nèi)禁用(禁售)白熾燈中國(guó)的國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)已與聯(lián)合國(guó)開發(fā)計(jì)劃書、全球環(huán)境基金合作共同開展“中國(guó)逐步淘汰白熾燈、加快推廣節(jié)能燈專案,支持研究編制[中國(guó)逐步淘汰白熾燈、加快推廣節(jié)能燈行動(dòng)計(jì)劃]。目前,青島市發(fā)改委于日前下發(fā)通知,要求各區(qū)、市政府、各部門,市直各單位各大賓館飯店、商場(chǎng)、寫字樓、學(xué)校、醫(yī)院、大型工廠企業(yè)等大力推廣使用節(jié)能燈,到2010年以前停用白熾燈。歐盟各國(guó)
(英國(guó))
歐洲聯(lián)盟9月起禁止銷售100瓦傳統(tǒng)燈泡,2012起禁用所有瓦數(shù)的傳統(tǒng)燈泡。歐盟零售商2008年開始停賣150瓦燈泡,2009年將停賣60瓦燈泡。如:英國(guó)零售賣場(chǎng)2009年一開張,就停止100瓦燈泡補(bǔ)貨,自愿停售期到2012年結(jié)束,之后政府會(huì)頒罰則,改用省電日光燈(CFL)或LED照明燈具。韓國(guó)2013年底前禁止使用白熾燈。南韓[第4次能源利用合理化基本計(jì)劃]決定,將階段性地提高光能源僅占5%,而熱散發(fā)量高達(dá)95%的白熾燈的最低能耗效率標(biāo)準(zhǔn),并在2013年底前予以淘汰。加拿大2012年前禁用白熾燈加拿大自然資源部長(zhǎng)加里倫恩2007年4月25日宣布,加拿大定于2012年開始禁止銷售白熾燈。是繼澳洲后第二個(gè)宣布將禁用白熾燈的國(guó)家。第七十一頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。近2-3年半導(dǎo)體照明的重點(diǎn)2007年LED照明產(chǎn)值達(dá)48億元,2010年預(yù)計(jì)98億元。2009年LED照明滲透率可望有1.5%,比2008年倍增,總產(chǎn)值預(yù)計(jì)可達(dá)13億美元。路燈2008年中國(guó)路燈市場(chǎng)規(guī)模大約1,500萬(wàn)盞左右,其中LED路燈的裝置數(shù)量大約在50萬(wàn)盞。2009年中國(guó)LED路燈市場(chǎng)的裝置數(shù)量預(yù)計(jì)將高達(dá)250萬(wàn)盞左右。廣東省2年內(nèi)在10個(gè)城市實(shí)現(xiàn)“千里十萬(wàn)工程”瓦房店市7萬(wàn)盞LED路燈,年節(jié)約電費(fèi)500多萬(wàn)元濰坊
2萬(wàn)盞LED路燈天津工業(yè)大學(xué)實(shí)現(xiàn)5000盞LED路燈室內(nèi)照明來(lái)源LEDinside第七十二頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。目錄固態(tài)照明概況電光源的歷史半導(dǎo)體發(fā)光二極管第三代半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體照明的來(lái)臨未來(lái)的前景半導(dǎo)體照明發(fā)展現(xiàn)狀第七十三頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。發(fā)展速度超過(guò)人們的預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)步迅速市場(chǎng)的發(fā)展速度領(lǐng)先于技術(shù)的發(fā)展政府與民間共有熱情第七十四頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。中國(guó)在此領(lǐng)域的發(fā)展有多家公司參與在半導(dǎo)體領(lǐng)域中與國(guó)際水平接近,基本上與國(guó)際水平同步發(fā)展,有部分領(lǐng)先第七十五頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。已經(jīng)成熟低功率LED(藍(lán)光和白光):1.核心的技術(shù)和專利幾乎壟斷在日本和美國(guó)的公司手中,中國(guó)臺(tái)灣的公司是通過(guò)授權(quán)使用.2.國(guó)內(nèi)的行業(yè)來(lái)講,無(wú)論是國(guó)內(nèi)企業(yè)還是中國(guó)臺(tái)灣的內(nèi)地投資企業(yè),基本是來(lái)料或進(jìn)料加工.3.國(guó)內(nèi)在外延片,芯片和封裝基板(支架)原創(chuàng)稀少.
LED國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀基礎(chǔ)及發(fā)展趨勢(shì)第七十六頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。
JPDisputeUSADisputeGEDisputeTWDisputeLicenseCLLumiLedsRohmToyotaGoseiNichia中村修二SumitomoCreeOsramCitizenEverlight合作開發(fā)GaN發(fā)光元件藍(lán)光LED專利JP3012412侵權(quán)訴訟藍(lán)光LED專利JP2623466JP2666228JP2737053侵權(quán)訴訟藍(lán)光LED專利JP2560963JP3027676JP2735057JP2566207JP2748818JP2778405JP2803742JP2751963JP2770720侵權(quán)訴訟藍(lán)光LED專利US6084899US6115399侵權(quán)訴訟藍(lán)光LED專利US6051849侵權(quán)訴訟藍(lán)光LED專利JP2918139JP2778405侵權(quán)訴訟白光LED專利JP2927279侵權(quán)訴訟白光LED專利US6066861US6245259侵權(quán)訴訟代理Cree產(chǎn)品在日本銷售中村修二是Cree公司兼任研究員洩漏Nichia公司機(jī)密要求NichiaJP2628404專利所有權(quán)及20億日幣的分紅Nichia敗訴需支付中村200億日幣授權(quán)白光LED專利授權(quán)白光LED專利授權(quán)白光LED專利相互授權(quán)和解相互授權(quán)和解相互授權(quán)Epistar和解撤銷告訴不起訴Dominate藍(lán)光LED專利TW0400658TW0451536侵權(quán)訴訟藍(lán)光LED160722號(hào)專利假處分和解和解OptoTech授權(quán)藍(lán)光LEDLITEON成熟藍(lán)光白光LED的專利,授權(quán)和爭(zhēng)議授權(quán)白光LED專利第七十七頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。LED國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀基礎(chǔ)及發(fā)展趨勢(shì)大功率LED基板新格局:Nichia公司的第三代LED采用CuW做襯底美國(guó)LaminaCeramics公司研制的低溫共燒陶瓷金屬基板德國(guó)Curmilk公司研制的高導(dǎo)熱性覆銅陶瓷基板日本Kyocera的AlN封裝基板其它的硅封裝基板第七十八頁(yè),編輯于星期六:十三點(diǎn)五十九分。LED國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀基礎(chǔ)及發(fā)展趨勢(shì)廠家方案材質(zhì)優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)NichiaCuw封裝熱阻低,發(fā)光功率和效率高成本高不利于規(guī)?;a(chǎn)LaminaCeramics低溫共燒陶瓷金屬板導(dǎo)熱性能好,強(qiáng)度高,絕緣性強(qiáng)小體積和精細(xì)結(jié)構(gòu)加工受限制Curmilk高導(dǎo)熱性覆銅陶瓷板
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