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第四代光源白色LED

发布时间:2020-07-21 18:31:36 阅读: 来源:电动泵厂家

人类历史上使用的照明光源,第一代是油灯(蜡烛),第二代是爱迪生发明的白炽灯,第三代是荧光灯,现在人们充满期待的是第四代光源—白色LED。这是利用化合物制作而成的世纪固体新光源。自从1962年GE公司的Nick Holonyak Jr首先开发出第一个实用可见光LED(GaAsP)后,上世纪60年代开发出了红色和绿色的LED,70年代黄色,90年代绿色LED相继登场。出现了绿色LED,再加上黄色荧光材料,从而组合成了白色LED。这样,LED也从传统的显示应用,迈向了极具市场潜力的照明领域—取代白炽灯和荧光灯。白色LED具有低功耗、长寿命、响应速度快等特性,应用日广,市场渐大是必然的趋势。

市场在圆片上形成的LED器件是不会发光的,必须要加以封装组成炮弹式样后才能发光,因此市场常由封装和LED两部分组成。据统计,2005年世界封装产值比上年增长了11.4%,达67亿美元。日本是最大的生产国,独占世界市场的46%,中国台湾次之,占17%。预计到2008年,世界LED封装市场将增长到91亿美元,年均增长率10.9%(表1)。

图1 白光LED市场需求量又据统计预测,2005年世界白光LED的需求约为45亿个,到2008年将增长到约98亿个,翻了一番还多,年均增长率接近30%,可见市场潜力之巨大。其中最大的应用产品是移动电话,2005年占市场的68%,由于手机市场已趋向饱和,增长缓慢,2008年虽仍占有老大地位,但市场份额则将下降到40%。增长较快的是汽车和照明,2008年将分别从10%提高到22%,和2%到15%。2008年LCD TV和PC用LED将分别增长到7%和6%。据日本野村综合研究所调研,由于移动电话在经济发达国家的需求已过一轮,今后增长势必趋缓,并且所用白光LED价格江河日下,影响到白光LED以销售计的市场增长大不如销售量市场,但预计2005~2010年仍会有10%的年均增长率(图2)。将从17.4亿美元(1美元=112日元)提高到28.4亿美元。增长的驱动力来自大尺寸LCD屏和车载设备所需的白光LED背光源。

图2 世界白光LED市场的发展趋势白光LED生产主要掌控在日本公司之手,占有整个市场72%的份额,其中日亚化学公司独占41.2%,Citizen公司占17.8%,OSRAM OPTO公司13.7%,丰田合成公司12.9%。由于看好市场,通过科研开发和生产合作也有不少欧美公司包括Fairchild、Agilent以及韩台地区公司参与进去,竞争加剧。不但日亚化的比重会缩小,而且通过各种整合,出现一些新兴制造公司。

应用白光LED近1、2年主要应用于移动电话、数码相机、数字摄像机和便携游戏机等4类产品的LCD背光源。据2004年的统计,应用程度都很高,便携电话占69%,数码相机67%,数字摄像机80%,便携游戏机更高达100%。高端数码相机和数字摄像机的取景器和图像重放显示器都需要高品质的图像,因而要用白光LED作背光源。其次,汽车需要多种多样的照明,白光LED作为取代产品将逐渐渗入这一市场。首先是车内面板和车内灯的应用,现在的应用率虽还不过12%~24%,但预计到2008年可提高到67%。车内面板估计目前平均约用18个LED,2008年可望增加到25个。顺便说一句,移动电话现在使用3~4个,加上键盘和照相机闪光灯共6个,2008年可望增加到7~8个。汽车的应用今后要考虑的有雾灯、转弯用灯、弱光灯和强光灯等。汽车应用有特殊的要求,包括高可靠,长寿命(10年以上)等。就白光LED本身讲也需要在亮度、光通量、发光效率、发热对策等方面作进一步改进。特别是车前灯,目前使用的卤素灯发光效率为17~20lm/w,光通量1500lm左右,寿命300~500小时,目前LED还做不到,今年才有望开始用于个别车型上。据预测,世界轿车用LED可望从2005年的50亿个增长到2010年的60亿个(图3)。又据传,车前灯使用白光LED的汽车2008年或可达一成。

图3 世界轿车用LED市场再次是作为PC和电视的LCD屏背光源,以及普通照明的白光LED,市场成长空间最为巨大。白光LED作为LCD背光源,主要是与CCFL(冷阴极管)开展竞争,在移动电话、数码相机等所用小尺寸显示屏方面,LED无论性能、价格不但都已胜过后者,而且已达十分成熟的程度,市场开始走低。但在中大尺寸LCD显示屏方面,白光LED由于使用数量相差甚大,且在价格、散热、IC驱动方面都还未臻完善。笔记本电脑2005年才开始使用白光LED背光源,并将由此逐渐推向OA和电视,预计这方面使用的白光LED今明两年将开始量产,投放市场,2008年LCD电视使用率或将达到一成。至于照明领域,除了传统的白炽灯,荧光灯之外,其他节能灯还在不断开发出来,白光LED要打入这一市场确非易事。白光LED亮度虽高,但在使用寿命、散热、成品率等方面都还存在问题,价格过高尚难普及。白炽灯从电转为光的转换效率只有5%~10%,荧光灯为22%~25%,白光LED为25%~35%。理论上白光LED的转换效率可达99%,故只要转换效率提高到50%,那在节能和减少花费方面就会超过白炽灯和荧光灯减少几倍。因此,白光LED一旦在技术和产量上超越障碍,其在照明市场上潜力之巨大,不可言喻。根据Roland Haitz对过去34年的统计,LED的光输出量以每18~24个月增加2倍的所谓Haitz誷 Law计算,那么,到2025年LED将主导整个照明市场。白光LED具有省电和环保两特大优势,势将成为日常生活照明,改变社会生活面貌,进入白光LED照明新世纪。展望白光LED的未来经营,其成功关键要素大约有如下5点:①及时投资,以便达到规模经济优势;②技术领先;③应用开拓实力;④紧密联系客户的能力;⑤竞争和联合能力,完善生产资源,确保销售渠道。

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