YUANNENGJI Med den kontinuerliga utvecklingen av LED-belysningsteknik och den ökande uppmärksamheten från samhället till energikrisen, LED-belysningsindustrin har inlett en period av fullskalig explosion, locka ett stort antal fonder och företag att gå in, och konkurrensen på belysningsmarknaden har blivit allt hårdare.
Om vi tittar på utvecklingen av LED-belysningsteknik, vi kan prata om det ur tre aspekter: chip nivå, förpackningsnivå, och applikationsnivå. Chipnivån fokuserar främst på tillverkningstekniken för LED; förpackningsnivån handlar främst om hur man omvandlar LED-chips till lamppärlor eller ljuskällor som kan användas för belysning; Teknikutvecklingen på LED-applikationsnivå är relativt komplex, främst inklusive utveckling av elektronisk styrteknik, utveckling och användning av nya material, och utveckling och förbättring av kvalitetsutvärderingsteknik för miljöbelysning.
Chipnivå
Strävan efter hög ljuseffektivitet har alltid varit drivkraften för utvecklingen av LED-chipteknologi. Flip-chip-teknik är för närvarande en av de viktigaste teknikerna för att erhålla högeffektiva och kraftfulla LED-chips. Sapphire och dess stödjande vertikala struktur laser substrat lyft teknik (LLO) och ny bindningsteknik i substratmaterial kommer fortfarande att dominera under lång tid.
Men inom en snar framtid, metallhalvledarstruktur kommer att användas för att förbättra ohmsk kontakt, kristallkvalitet, elektronmobilitet och elektrisk injektionseffektivitet. Samtidigt, extraktionseffektiviteten för ljuset kommer att förbättras genom att göra ytan på LED-chipformen och fotonisk kristall ruggig, högreflekterande spegel och transparent elektrod. Då, den totala effektiviteten för vitt ljus LED kan nå 52%.
Med förbättringen av LED-ljuseffektiviteten, å ena sidan, markerna blir mindre och mindre, och antalet marker som kan skäras på en viss storlek av epitaxial wafer ökar, vilket minskar kostnaden för ett enda chip. Å andra sidan, kraften i ett enda chip blir större och större. For example, det är 3W nu, och den kommer att utvecklas till 5W och 10W i framtiden. Detta kan minska antalet chips som används för belysningstillämpningar med effektkrav och minska kostnaderna för applikationssystem.
Kort sagt, flip chip-metod, högspänning, och kiselbaserad galliumnitrid kommer fortfarande att vara utvecklingsriktningen för halvledarbelysningschips.
Förpackningsnivå
Förpackning på chipsnivå, LED-filamentförpackning, högt färgåtergivningsindex och brett färgomfång kommer att vara utvecklingstrenden för förpackningsteknologi i framtiden. Användningen av transparent ledande film, teknik för uppruggning av ytan, och DBR-reflektorteknik för att förbättra ljuseffektiviteten hos LED-lamppärlor är fortfarande den vanliga tekniken för positiv förpackning; samtidigt, COB/COF-tekniken med flip-chip-struktur är också i fokus för förpackningstillverkare, och den integrerade paketerade ljusmotorn kommer att bli forsknings- och utvecklingsfokus för nästa säsong.
Populariseringen av strömfria lösningar (högspänningslysdioder) och COB/COF-applikationer: Drivs av kostnadsfaktorer, strömfria lösningar har gradvis blivit acceptabla produkter, och högspänningslysdioder tillgodoser helt strömfria lösningar, men det som måste lösas är chiptillförlitlighet. Med fördelarna med lågt termiskt motstånd, bra ljustyp, ingen svetsning, och låg kostnad, COB-applikationer kommer att bli allmänt populära i framtiden.
Dessutom, mellankraft kommer att bli den vanliga förpackningsmetoden. De flesta av produkterna på marknaden är LED-produkter med hög effekt eller LED-produkter med låg effekt. Även om de har sina egna fördelar, de har också oöverstigliga defekter. Medelkraftiga LED-produkter som kombinerar fördelarna med båda har dykt upp.
Det finns också användning av nya material i förpackningar. Material med högre miljötolerans såsom hög temperaturbeständighet, UV-beständighet och låg vattenabsorption, såsom värmehärdande material EMC, termoplastisk PCT, modifierad PPA och keramikliknande plast, kommer att användas i stor utsträckning.
För kravet på ljuskvalitet, för inomhusbelysning, LED-färgåtergivningsindex CRI är 80 som standard och 90+ som mål, och ljusfärgen på belysningsprodukter är så nära Planck-kurvan som möjligt, för att förbättra ljuskvaliteten på LED. I framtiden, inomhusbelysning kommer också att ägna mer uppmärksamhet åt ljusets kvalitet.
Genom att optimera LED-förpackningsteknik, ljuseffektiviteten förbättras ytterligare, och den har överskridit 200lm/W, vilket är mycket högre än andra traditionella ljuskällor som används i stora mängder. Värmeavledningsprestandan för LED-lamppärlor kommer att förbättras ytterligare, tillförlitligheten kommer att förbättras ytterligare, och lampkulornas livslängd kommer att förlängas ytterligare, så att ljusets färgkvalitet förbättras ytterligare, och slutligen kommer komforten för mänskliga ögon att förbättras ytterligare.
LED-applikationsforskning och utvecklingsnivå
För närvarande, applikationstillverkare använder främst nya värmeavledningsmaterial, avancerad optisk design och nya optiska material för att uppnå kostnadsoptimering av LED-belysningsprodukter, samtidigt som produktens prestanda säkerställs.
Men i framtiden, Tillverkare av LED-belysningstillämpningar kommer att fokusera på dessa punkter:
1. Utbytbar LED-ljusmotorteknik baserad på applikationsscenariokrav;
2. LED intelligent belysningssystem arkitekturteknik baserad på Internet of Things-plattformen;
3. Utveckling av LED-belysningsarmaturer baserade på tillförlitlighetsdesign, och utveckling av högpresterande LED-belysningsarmaturer som bibehåller färg/ljusstyrka konsistens under användningscykeln;
4. Utveckling av lampor baserade på storarea högeffektiv diffusorteknik;
5. Belysningssystemlösningsteknik och servicesystem för onlineupplevelse av ljusmiljö;
6. De rika färgegenskaperna hos LED-ljuskällor, vilket gör scenbelysning också till LED-belysningens kärna konkurrenskraft.
Traditionella belysningsarmaturer är designade kring ljuskällans form och storlek, och storleken är fast.
Egenskaperna för LED-belysningsarmaturer är:
Lampans form är fri och utseendet är kreativt;
Storleken på lampan är fri och storleken är flexibel;
Lampans ljusmängd är gratis och belysningen är på begäran;
Lampans spektrum är fritt och ljusfärgen är smart;
Lampans placering är fri och installationen är godtycklig.
I framtiden, formen på LED-lampor kommer inte längre att vara begränsad till formen på traditionella lampor, men kommer att tendera att vara fri och gömd. Den fria formen kan tillgodose individuella behov å ena sidan, och kan användas som dekoration å andra sidan; LED:s dolda natur kommer att göra belysningsarmaturer dolda i en inbäddad form men överallt.
Samtidigt, LED-belysningsprodukter kan realisera den godtyckliga kontrollen av ljuslumen, inte längre begränsat till ett fast wattal i ett visst område och en viss scen, vilket kommer att bli ett stort tekniskt framsteg.
Intelligent belysning: framtida utvecklingstrend
Intelligent belysning hänvisar till användningen av intelligenta klienter för att samla in, process- och kontrollinformation, och uppnå säkerhet, energibesparing, hälsa och komfort genom funktioner som justering av ljusstyrkan, ljusbrytare distributionskontroll, spektrumjusteringskontroll, sceninställning, etc.
Kännetecken för intelligent ljusteknik inkluderar distribution, fjärrkontroll och telemetri, öppenhet, kompatibilitet, interaktivitet, etc.
För att uppnå intelligent belysning, det är nödvändigt att ha klientintelligent driftteknik och datainsamlingsteknik, Internet dataöverföringsteknik, cloud big data management och analysteknik, och kundens onlineupplevelse situationsbelysningsteknik. Endast baserat på dessa tekniker kan intelligent belysning verkligen realiseras.
Kraven på intelligent belysning i framtiden är personlig display, enkel kontroll, och känslomässig känsla.
Eftersom hembelysning har enkla belysningsbehov och är lättare att styra, intelligent LED-belysning börjar härifrån. Men, med teknikens utveckling, ett bra belysningssystem kommer att behövas även på offentliga platser i framtiden. For example, efterfrågan på intelligent utomhuslandskapsbelysning är mycket hög, men tekniken är svår att möta efterfrågan.
Hur man bryter igenom de tekniska flaskhalsarna och prisbarriärerna för intelligent belysning på offentliga platser som utomhusbelysning och kommersiell belysning har också blivit ett akut problem att lösa.
Intelligens är en oundviklig trend i framtida liv. Intelligensen av LED-lampor är bara en liten del av intelligensen hos olika hushållsapparater. Företag måste göra lampor intelligenta och mångsidiga genom teknisk forskning och utveckling för att möta kundernas personliga behov. Men, på grund av den höga kostnaden och dålig produktmatchning av intelligent ljusteknik, LED intelligenta belysningsprodukter kan inte populariseras.
Med förbättringen av tekniken, stabilisering av produktens prestanda och minskning av kostnaderna, intelligenta LED-lampor kommer definitivt att få stor spridning på marknaden. Huruvida LED-företag behärskar intelligent ljusteknik och designat produkter och intelligenta styrsystem som möter marknadens efterfrågan avgör till stor del om företaget kan utvecklas på sikt.
Ur användningsscenarios perspektiv, olika scenarier har olika belysningsbehov. Som en ström av LED-belysning, utvecklingen av LED inomhusbelysning har gått igenom tre huvudstadier:
1. Förbättra produktens prestanda.
I detta skede, LED-företag fokuserar på att förbättra produkteffektiviteten och säkerställa belysningskvaliteten på LED-produkter, som att förbättra effektiviteten hos LED-ljuskällor, MR16 lampkoppar och LED-moduler;
Andra, optimera kostnaderna.
I detta skede, företag bör försöka förkorta produktåtervinningscykeln, öka sin egen produktkapacitet, och producera kostnadseffektiva produkter som accepteras av kunderna genom att förbättra produktforsknings- och utvecklingsteknologin;
Tredje, leda digitaliseringen av ljus.
Det finns tre viktiga indikatorer för att mäta kvaliteten på inomhusbelysning: fysiska indikatorer, fysiologiska indikatorer och psykologiska indikatorer. Olika ljusmiljöer kommer att påverka konsumenterna’ fysiologiska indikatorer som hjärtfrekvens och blodtryck, vilket påverkar konsumenterna’ psykologisk komfort. I belysningsapplikationer, fysiologiska indikatorer och psykologiska indikatorer är viktigare.
I framtiden, inomhusbelysning kommer inte att ägna alltför mycket uppmärksamhet åt ljuseffektiviteten, men kommer att ägna mer uppmärksamhet åt ljusets kvalitet, ägna mer uppmärksamhet åt kundernas känslomässiga upplevelse, skapa en trevlig miljö genom uppfattningen av ljus, och färgskillnaden på lampor i olika observationsriktningar. Färgskillnaden, färgavvikelse och stroboskopisk av LED-produkter i sig kommer att påverka inomhusbelysningseffekten.