LED何时进入普通照明(2009)

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1、LED何时进入普通照明领域福建省光电行业协会厦门市光电子行业协会2009摘要：本文主要介绍国际相关机构对LED进入照明领域的要求和指南，并提出必须解决的主要技术问题和成本问题，从而得出LED何时进入普通照明领域。引言近年来，由于LED发光强度和发光效率的不断提高，其应用领域也不断扩大，进入普通照明其市场潜力最大，前景是最好。所以有些人就急于将LED光源推广至普通照明领域。这里指的是住宅和办公室照明，但从目前来看，由于LED光源的能效不高，光色不合适，成本过高等原因，还不急于推广至普通照明。本文从国际上相关机构对LED的要求和指南，进行分析，提出要解决的主要技术问题和成本问题，尽

2、可能提供健康、节能、环保、舒适的照明环境。国际相关机构对LED照明提出的要求和指南现阶段LED技术不断有新的突破，主要技术指标进展很快，目前功率LED的发光效率，实验室的水平达到161lm/w，产业化的水平达100-110lm/w,应该说可以在很多功能性的专用照明上应用，但离普通照明要求还有较大的差距。以下将列出各主要机构提出的要求。一、主要机构提出的要求和指南1、美国国家标准照明工作组和“能源之星”美国国家标准照明工作组（AmericanNationalStandardLightingGroup）和美国能源部（DOE）对SSL产品提出的“能源之星”（ENERGYSTAR）的

3、要求中，对灯具色度要求见表1。按照白光LED技术和颜色的特点对现有荧光灯色度标准加以修正并重新分档，这些分档在CIE1931色度图中以8个四边形的形式出现，如图1所示，8个四边形中有6个与七步MacAdam椭圆重叠，因此白光LED产品与荧光灯的6种标称相关色温（CCT）相同，其余两个标称CCT（4500K和5700K）未与MacAdam椭圆重合。8个四边形可以用色度坐标，相关色温来表示，如表2所示。表2白光LED以色坐标表示的8个四边形的四角坐标值“能源之星”对不同灯具产品还提出能效等各相关参数的要求。白光LED照明产品均要符合相关规定。2、美国SSL计划美国制定2015年之前

4、白光LED要达到的各阶段技术水平，如表3所示。从表3中看出，到2015年商用暖白光的光效要达到163lm/w，而成本价格为2美元/klm，完全可以进入普通照明领域。3、日本照明推进协进会（JLEDS）日本JLEDS制定2015年之前白光LED要达到的各阶段技术水平，如表4所示。2010年，光效达100lm/w前后，以商业设施为中心，进行普及。2015年，光质（白光LED的光色调等）得到改善，在办公室和住宅领域推广普及。4、美国固态照明对LED提出新指南2015年：内量子效率达90%荧光粉激发效率达90%对热沉（热学）、光色（光学、色度学）、系统可靠性进行深入研究，还有具体指标。

5、2025年：LED白光仿太阳光谱，总能效达50%二、要求的内容综述根据美国、日本相关机构对白光LED提出的要求和指南，综述如下：1、白光LED作为照明产品，一定要符合CIE1931色度图中8个四边形色坐标的规定值内。2、2010年至2012年，可在商用设施中推广、普及。2015年，白光LED产业化光效达150lm/w，并在光质（光色调）、散热、系统可靠性得到较大提高，而且成本价格达到2美元/kml时，可在普通照明（住宅及办公室）领域中推广普及。3、2025年，总能效达50%，LED白光可达到类似太阳光的光谱分布时，可大量用于各种照明领域。三、主要技术和成本问题针对上述对白光LE

6、D提出的要求和指南，以下将分5个方面进行讨论分析。1、能效问题2、白光LED的光质3、散热问题4、系统可靠性问题5、成本问题能效问题上述提到的总能效要到50%，从目前来看可以理解为：总能效=内量子效率×外量子效率×封装出光效率（含荧光粉激发效率）×灯具效率×电功效率根据目前各分项效率指标估算总效率只有百分之十几，与要求相差甚远，以下又对各分项进行分析描述。1.1提高内量子效率主要从外延生长上采取措施：采用新衬底材料，非极性衬底，研究应变量子阱结构，超晶格掺杂等等，以便减少位错密度，减少量子阱中电子和空穴的空间分布，大幅度提高内量子效率。1.2提高外量子效率主要是提高芯片的取光效

7、率：除目前的倒装芯片和垂直结构芯片外，研究芯片的新结构、可控非平面化、光子晶体、等离子增强及中间反射层等新技术、新工艺，提高芯片的取光效率。能效问题1.3提高封装出光效率白光LED封装技术应包含二个内容：一是封装要研究新结构封装形式及提高反射率，二是研究提高荧光粉的激发效率和最佳的喷涂方法（混合硅胶、旋胶、软硅胶透镜、塑料透镜等新工艺及封装材料的透光率），以便获得更高的出光效率。1.4提高LED灯具效率要根据LED光源的特点，进行精细的二次光学设计，还要解决灯具的散热和眩光问题，提高灯具的光