LED照明技术发展的十大趋势分析

2015-03-28 15:02:10来源: 互联网 关键字:LED  照明技术
  照明技术的物质基础是光源。因此,照明技术的发展是基于光源技术的发展的。自20世纪90年代三位日裔科学家赤崎勇、天野浩和中村修二在GaN基蓝光LED技术取得的重大突破以来,LED技术快速发展。这也强有力地推动了照明技术的发展,已经并将对照明技术产生巨大的变革,包括如下几个方面:

  1、照明的主流光源将转为LED

  目前,大功率LED商业化产品的光效已经达到150lm/W以上,寿命达到30000小时以上,这些使LED的综合性能已经超越了其它光源。

  同时,除很大的功率外,LED灯具的价格已经接近其它光源组成的灯具。因此,相对来说,LED已经具有一定的优势。同时,LED的实验室产品光效已经达到300lm/W以上,且通过合理的散热设计,50000小时以上的寿命是完全可以达到的。原理性上说,其它光源在光效与寿命方面提升的空间不大。因此,可以预计,LED成为照明市场的主流光源应该是指日可待。

  2、LED器件技术的研究将主要集中于绿光LED效率的提升

  半导体照明技术的核心器件——LED,目前红光LED及蓝光LED都具有较高的光电效率,但是绿光LED的光电效率很低。这限制了LED光谱灵活性的实质性应用。因此,提升绿光LED的光效是LED器件最重要的研究课题。但目前的GaN基LED技术路线遇到很大的技术瓶颈,无论是现有技术路线还是创新的技术路线都有待研究。

  3、LED器件技术的另一个研究将是窄光谱LED器件的研究

  单个LED较窄的光谱宽度将有助于真正实现组装LED光谱的无限灵活性。这将使LED的应用前景更加广泛。同时,目前LED的一个主要应用——LED显示中,若能使单色LED的光谱宽度变小,将可以实现更大的色域空间。而这是一个很大的应用领域。

  4、普通照明用的白光LED将逐步转向RGB方式实现

  普通照明用的光源都是以白光或接近白光的形式呈现。目前综合性价比最高的、也是市场上主流的白光LED,都是蓝光LED加YAG荧光粉的方式实现的。但是,理论上RGB的方式具有更高的光效,而且采用RGB的方式将使灯具可以调光、调色,甚至调显色指数等。因此,随着绿光LED光效的提升,相信RGB方式(进一步延伸为3个或3个以上单色LED混色)将成为主流的白光LED模式。

  5、光源的显色性的表征将是一个长期的争论过程,以光谱形式的表征或许是终极的结果

  目前表征光源显色性的参数主要是显色指数。但是,这是建立在传统光源的有限的光谱形式基础上的。而LED光谱的无限灵活性将使这种表征出现问题。可以预计,如果LED实现了真正的光谱无限灵活性,那么任何一种单参数的显色性表征实际上都将是有缺陷的,终极的表征方式应该是光谱本身。

  6、光源的应用将包括视觉应用与非视觉应用两个基本方面

  LED在光谱组装方面的灵活性,使得可以通过光谱组装,实现各种视觉与非视觉的优化应用,如农业照明、医疗照明、LED可见光通信等。但相对而言,LED应用在非视觉领域,还有多个问题需要解决,包括:怎样的光照条件是最优化的,LED的价格还需进一步下降等。前者是科学问题,而后者是产业化问题。

  7、照明技术将与信息技术进行深度的融合,诞生智慧照明

  LED易于控制及本身是半导体器件的特点,加上灯具与人类生活的关联性,即有人的地方必有灯具,这样灯具是信息技术的一个很好的物理载体。因此,LED可以与信息技术进行深度的融合,将诞生智慧照明。这将是未来LED照明技术的一个重要的发展方向。

  8、灯具的外观形式将具有很大的创新潜力

  目前多数的LED灯具包括LED球泡灯、LED筒灯、LED灯管等,在形式上都是为了迎合人的消费习惯,而这是不是最优的灯具机械形式还有待研究。至少,LED灯具未来的机械形式存在很大的创新空间。

  9、OLED将在显示领域占据重要位置

  相对于以近似点光源发光的LED,OLED是以面光源形式发光的。因此,未来LED占据照明应用(视觉应用与非视觉应用)的绝大多数市场后,OLED仍然在显示领域具有一定的优势。

  10、天然光照明将受到重视

  近年来,节能照明、健康照明与生态照明受到了很大的重视。而利用太阳光实现照明,自然成为最佳的选择。因此,相信随着技术的进步,天然光照明会受到越来越多的重视。

  由于LED在尺度、光谱、时间三个空间的巨大灵活性,未来LED的发展可能诞生出许多创新性的应用与概念,这值得期待。这是基于人工光源的照明的发展趋势。与此同时,随着人们绿色环保生态理念的不断加深,天然光采光照明也将获得更大的发展。

关键字:LED  照明技术

编辑:探路者 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/LED/2015/0328/article_11910.html
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现任华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理/高工,上海市传感技术学会理事、副秘书长。

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