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LED未来 来源:榆阳电子 | 发布时间:2014-08-11 |点击:1142次
一、LED在室内商用领域的10大应用
  目前,LED在室内照明工程中的应用主要集中在商业照明网域,以装饰性照明为主。LED已经可以在很多场所代替传统光源使用,特别是大功率LED的出现,加速了LED取代传统照明光源的速度,也使得LED在室内照明的大面积应用变得现实。
1.中高级专卖店、商场等室内商业气氛照明
  LED光源节能环保、无紫外线,迎合了某些商家展示个性化光环境的心理,成了一些商家针对某些特殊产品展示的偏好光源;它全光谱的色彩范围很适合烘托专卖店和商场的气氛,LED光源在局部照明、重点照明和区域照明方面的优势,能营造出其它传统照明电光源所无法比拟的高质量光环境,非常适合商业照明网域。这时候,价格成了次要考虑的因素。
2.娱乐场所、美容院照明
  LED整合的光源具备全特性容易控制,可以创造静态和动态的照明效果,从白光到全光谱的任意色彩,渲染出一种强烈的娱乐气氛来,LED的出现给这类空间环境的装潢设计开启了新的思路。
3.酒吧、咖啡厅等休闲场所的气氛照明
  LED光源体积小,固态发光,给了灯具制造商无限的发挥空间,可以专业制作各式不同风格的LED灯具,而LED全光谱的任意色彩和动静态的照明效果让它的装饰性和制造情调的功能在这一类场所表现得淋漓尽致。
4.博物馆、美术陈列馆等专业场所的照明
 
  博物馆、美术陈列馆等场所属于对照明环境要求较高的特殊场合,其展示物品的特殊性要求照明光源不含紫外线,没有热辐射。LED是冷光源,光线中不含紫外线,完全可以满足博物馆、美术陈列馆对照明的特殊要求。
5.商业性剧场、电视演播厅舞蹈和摄影的舞台照明
  LED光源在室内照明的应用,给剧场、演播厅的照明环境诠释了一个新的概念。作为一流的英国电视台,GMTV去年将演播室的照明改为变色LED,照明方面的能源利用减少了60%以上,演播室的温度也降到更为舒适的程度。
6.旅馆、酒店、宾馆照明
  酒店、宾馆的照明运用LED产品,给顾客带来一种不一样的感受,除了节约能源之外,还能尽显豪华和温馨,对业主而言,LED营造的个性化的光环境可以充分的彰显企业的实力。
7.会议室、多功能厅照明
  智能化控制的LED灰阶可调,可以依据会议内容的不同调整会议室或多功能厅的照明环境,严肃或是活泼可以自由设定,LED智能化照明可以满足不同会议主题对光环境的需求。
8.展览会、时装表演照明
  展览会、时装表演是商家展示其产品和服务的场地。对商家而言,为了更好的吸引顾客,推销商品并最终达成合作协议,他们需要个性化的光环境来展示其产品和服务,LED在展览会和时装表演照明网域大有用武之地。
9.起居室和家庭影院照明
  利用LED的灯光色彩来烘托一种温暖、和谐、浪温的情调,体现舒适、休闲的氛围。LED的应用为家居照明诠释了另一种意义。
10.大众运输情境照明
  包括飞机、巴士、捷运、高速铁路,这些大众运输工具的灯具,如果能够使用LED,对于营运与维护成本可有大幅度的削减,而且因为LED的光源属于方向性,不会影响不同座位的乘客,阅读灯、情境灯等相当适合。目前空中巴士A380就采用了LED灯具,日本新干线车辆也采用LED灯具。
二、LED照明光源技术的应用前景及趋势
  长期以来,由于LED光效低的原因,其应用主要集中在各种显示领域。随着超高亮度LED(特别是白光LED)的出现,在照明领域的应用成为可能。据国际权威机构预测,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代,被称为第四代新光源。
  目前,照明消耗约占整个电力消耗的20%,大大降低照明用电是节省能源的重要途径,为实现这一目标,业界已研究开发出许多种节能照明器具,并达到了一定的成效。但是,距离"绿色照明"的要求还远远不够,开发和应用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源势在必行。LED以其固有的优越性正吸引着世界的目光。美国、日本等国家和台湾地区对LED照明效益进行了预测,美国55%的白炽灯及55%的日光灯被LED取代,每年节省350亿美元电费,每年减少7.55亿吨二氧化碳排放量。日本100%的白炽灯换成LED,可减少1~2座核电厂发电量,每年节省10亿公升以上的原油消耗。台湾地区25%的白炽灯及100%的日光灯被白光LED取代,每年节省110亿度电。日本早在1998年就编制"21世纪计划",针对新世纪照明用LED光源进行实用性研究。近年来,日本日亚化工、丰田合成、SONY、佳友电工等都已有LED照明产品问世。世界著名的照明公司如飞利浦、欧司朗、GE等也投入大量的人力物力进行LED照明产品的研究开发和生产。美国GE公司和EMCORE公司合作成立新公司,专门开发白光LED,以取代白炽灯、紧凑型荧光灯、卤钨灯和汽车灯。德国欧司朗公司与西门子公司合作开发LED照明系统。台湾目前的LED产量仅次于日本列在美国之前。
  LED发展历史已经几十年,但在照明领域的应用还是新技术。随着LED技术的迅猛发展,其发光效率的逐步提高,LED的应用市场将更加广泛,特别在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,LED在照明市场的前景更备受全球瞩目,被业界认为在未来10年成为最被看好的市场以及最大的市场,也将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品。
结论
  LED在室外照明工程中的应用已经非常普遍,但在室内照明工程的应用却处在初步阶段,这一方面是因为流明成本太高的因素,另一方面也是因为LED室内照明的产品种类太少,照明设计人员苦于无从选取,而给室内照明产品的推广设定了障碍。LED室内照明产品的开发和推广应注重产品家族化、整合化、智慧化和人性化,提高发光效率与光通量利用率,最大限度地降低整体综合照明成本。我国在在一方面不甘人后,已进行了多年的开发研究,并且卓有成效。
 
2008年全球LED市场规模约为69亿美元,其中高亮度和超高亮度LED 市场年平均增长率将达到20%左右,市场规模达16亿美元。在移动手机应用市场的快速推动下,过去10年高亮度LED市场的年均增长率达到46%。
我国现有LED 企业600余家,企业主要集中在下游封装和应用领域,国内从事LED上游外延片和中游芯片的企业大约在10余家。全球LED主要供应国和地区是日本、台湾、美国和欧洲,其中台湾、大陆和韩国等非日本亚洲地区是全球LED产业增长最快的地区。在整个照明领域,我国是世界照明电器第一大生产国、第二大出口国,半导体照明产业有很强的产业基础,因此未来我国LED将面临巨大的发展机遇。 
一、LED产业简介
1.白光LED成为未来成长的焦点
作为一种全新的照明技术,LED是利用半导体芯片作为发光材料、直接将电能转换为光能的发光器件。自20世纪60年代世界第一个半导体发光二极管诞生以来,LED照明由于具有寿命长、节能、色彩丰富、安全、环保的特性,被誉为人类照明的第三次革命。
LED制程:
(一) 上游:产品主要分为单芯片与磊芯片,单芯片系作为材料的基板。
(二) 中游:主要产品为晶粒。依LED不同需求进行磊芯片扩散、金属蒸镀、再在磊芯片上光罩、蚀刻、热处理,制成晶粒电极,最后经过晶粒切割、测试、检验后完成。
(三) 下游:晶粒封装。将晶粒黏于导线架,依产品应用的不同,将晶粒封装成不同的LED。
2.背光源的应用
LED 作为LCD 的背光源,与传统背光技术相比,除了省电之外优势外,还有很多独特的优点:1)LED 的使用寿命可长达10 万小时,大大延长了液晶电视的使用寿命; 2)LED 背光源有更好的色域,色彩还原好;3)亮度调整范围大;4)LED 背光可以灵活调整发光频率,而且频率大大高于CCFL,因此能完美地呈现运动画面;5)红绿蓝3色独立发光,很容易实时色彩管理; 6)可以调整的背光白平衡,同时保证整体对比度,而且不会牺牲亮度和对比度; 7)具有很好的亮度均匀性,所需的辅助光学组件更简单,屏幕亮度均匀性更为出色; 8)供电模块的设计也颇为简单,使用5~24V 的低压电源,十分安全; 9)LED 光源没有任何射线产生,也没有水银之类的有毒物质,绿色环保。10)抗震性能很出色。
上述数据测试于 2007 年8 月以前,随着LED 发光效率、亮度的提高,背光用LED 数量减少,目前功率已经低于CCFL 背光。最新的数据显示LED 背光笔记本比CCFL 背光笔记本功耗低40%,可延长电池续航时间1-1.5 倍。由于电池的正常充放电次数是500 次,这样续航时间提高也变相减少了电池充放电次数,相当于延长了电池寿命。
厚度方面目前LED 背光笔记本的厚度也已经取得优势,以13.3 英寸白光LED 笔记本面板为例,厚度可以薄40%,重量可以轻20%。2、受下游笔记本厂商销售策略影响2008 年LED 普及未达预期,LED 在各方面都优于CCFL,但其价格高于后者。RGB LED 背光比CCFL 背光笔记本面板贵50 至80 美元;白光LED 价格比CCFL高出不到25 美元,但白光LED 对CCFL 优势会打折扣。目前市面上已经有多款LED 背光屏笔记本电脑,业内曾经预期2008 年LED 背光板会在NB 中大行其道,不过由于下游整机厂商2008 年仍然把LED 应用作为高端机型使用,其价格与普通笔记本的差额远远高过使用LED 背光源增加的成本。
因此,下游笔记本的销售策略直接影响了LED 在笔记本中的渗透率,2007 年大约是3%,2008年是6%-8%。但这一状况有望在2009 年以后获得改观。原因一方面是LED 背光的不断成熟和下游笔记本电脑厂商已经开始改变销售策略。
二、中国LED应用市场分析
应用一:显示屏是LED主要应用市场,全彩显示屏增势强劲。
我国LED 显示屏市场起步较早,市场上出现了一批具有很强实力的LED显示屏生产厂商。目前LED显示屏已经广泛应用到车站、银行、证券、医院。在LED需求量 上,LED显示屏仅次于LED指示灯名列第二,占到LED整体销量的23.1%。由于用于显示屏的LED在亮度和寿命上的要求高于LED指示灯,平均价格 在指示灯LED之上,这就导致显示屏用LED市场规模达到32.4亿元,超过指示灯位居榜首成为LED的主要应用市场。凭借着独特优势,LED全彩显示屏 广泛应用在体育场馆、市政广场、演唱会、车站、机场等场所。
应用二:小尺寸背光源市场放缓,中大尺寸将成为新关注点。
LED早已应用在以手机为主的小尺寸液晶面板背光市场中,手机产量的持续增长带动了背光源市场的快速发展。特别是2003 年彩屏手机的出现更是推动白光LED市场的快速发展。但随着手机产量进入平稳增长阶段以及技术提升导致用于手机液晶面板背光源LED数量减少,使得LED 在手机背光源中用量增速放缓。数量增速的放缓加上平均价格的不断下降,最终导致小尺寸背光源市场增长乏力,同时,中大尺寸背光源市场成为厂商新宠。
应用三:汽车车灯市场潜力大,但短期内市场很难启动。
LED作为汽车车灯主要得益于低功耗、长寿命和相应速度快的特点。有统计显示,在汽车以100 公里的时速行驶下,装有LED刹车灯的车辆较没有装LED刹车灯的车辆刹车距离将减少7英尺。目前,LED已经逐步应用在汽车的第三刹车灯上。虽然LED 目前还面临着单位瓦数流明低以及相关政策的限制,在进入汽车尾灯及前灯市场还需要一定的时间,但是随着成本性能比的下降以及发光效率的提升,最终LED将 逐步实现从汽车内部、后部到前部的转移,最终占据整个汽车车灯市场。凭借着汽车的巨大产能,LED车灯市场面临着巨大的发展潜力。
应用四:室内装饰灯市场逐步启动,交通灯市场进入平稳增长期。
室内装饰灯市场是LED 的另一新兴市场。通过电流的控制,LED可以实现几百种甚至上千种颜色的变化。在现阶段讲究个性化的时代中,LED颜色多样化有助于LED装饰灯市场的发 展。LED已经开始做成小型装饰灯,装饰幕墙应用在酒店、居室中。经过多年的替换工作,全国主要城市由传统交通灯替换为LED交通灯的工作已经接近尾声。 但是随着替换工作的完成,LED交通灯市场将不会再维持高速增长。
应用五:景观照明市场快速发展。
景观照明市场主要以街道、广场等公共场所装饰照明为主,推动力量主要来自于政府。受到2008年北京奥运会和2010年上海世博会的影响,北京、上海等举办地加快了景观照明的步伐,由于LED功耗低,在用电量巨大的景观照明市场中具有很强的市场竞争力。目前,LED已经越来越多地应用到景观照明市场中。
此外,奥运会和世博会的主要作用远远不再于自身带动景观照明市场的成长,更重要的是其榜样作用。其他城市在看到LED在景观照明中的出色表现会减少对于LED景观照明的使用顾虑,加快使用LE在景观照明中的应用。LED将会从一级城市快速向二级、三级城市扩展。
应用六:通用照明市场路漫漫,任重而道远。
对于进入通用照明市场而言,功率白光LED除面临着诸如发光效率低、散热不好、成本过高等问题外,还将面临到光学、机构与电控等的整合以及LED照明产品通用标准的制订。解决上述问题需要很长的一段时间。
由于酒店、商务会馆、高档商用写字楼等商用场所相对于价格的敏感度低。同时这些高档场所更注重于彰显品位与尊贵的地位,对于新兴产品抱有更大的兴趣度。这些都降低了LED照明进入的门槛。LED照明将率先进入商用市场,逐步向民用市场扩展。
我国LED 产业的整体技术实力不强,任处于起步阶段,企业规模普通偏小。因此未来我国LED将面临巨大的发展机遇。