可达160流明输出：新型白光LED性能获突破
2007-02-10
作者：admin
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摘要： LED开发商Cree公司宣称，该公司开发的一种新型白光LED在700mA正向直流电流的驱动下可以输出160流明的光量，
编者按：LED开发商Cree公司宣称，该公司开发的一种新型白光LED在700mA正向直流电流的驱动下可以输出160流明的光量，其功效可以达到61流明/W(色温在5000K与10,000K之间)，其亮度比最接近的竞争对手还要高大约33%。该公司的Xlamp 7090 XR-E系列产品在350mA的电流下输出也可以达到85流明。
根据Cree公司提供的数据，其LED产品在700mA电流下的光量总输出甚至比目前市场上其它同类器件在两倍的电流驱动下所输出的光量还要高。由于采用了一个比较小的光源，新开发器件的光均匀度比该公司早先的产品提高300%。
Cree公司称，该器件的效率可以达到与荧光光源同样的水平，因此可以成为大量一般照明和背光照明应用的一种经济选择，预计可以应用于闪光灯、建筑照明、交通信号、家庭及办公场所照明、头灯、车库和仓库照明、照相机闪光灯和投影显示器。
构建发光器件
以Cree公司的EZBright 1000 LED芯片为基础，Xlamp 7090 XR-E加工在一片碳化硅基片(SiC)上，该基片上带有一层定向附生的铟-镓-氮层(InGaN)(参见图1)。该芯片采用回流焊接、表面贴装技术，其芯片占位面积比较小，为7×9mm。其正向工作电压为4V，比最接近竞争对手的产品还低15%(图2)。
图2：Cree公司的Xlamp 7070 XR-E白色LED的正向电压比具有比竞争对手产品的正向电压低15%，从而具有更低的功耗和更长的寿命。
最大反向电压为5V。热阻(半导体结到焊点)为8C/W。半导体结最高温度为145℃。Cree公司业务主管Mark McClear解释说：“这大概是目前能够达到的最低热导，这是通过采用陶瓷基底取得的成果。”
XLamp 7090 XR-E的额定寿命超过50,000小时或6年(按70%光量输出计算)。此外，该公司还可提供品蓝、蓝色、青色、绿色、淡黄色、橙红色和橙色XLamp 7090型彩色LED。白色LED还有冷光、柔光和暖光三种类型产品。
技术突破点
由于采用光学设计专利技术，该芯片采用低辐射损耗和高发光效率的最佳朗伯发光模式。与其它高亮度LED所采用的塑性圆透镜相比，Xlamp 7090 XR-E所采用的高品质、浮动玻璃圆透镜能够获得更多的光量。
而且，该芯片的制造加工采用一种新的荧光体沉积技术，使其热导路径处于电中性和绝缘状态，这样就可以用低廉的FR4光电导板材料来代替目前市场上许多其它白光LED产品所采用的、非常昂贵的金属核光电导板。
至于该新产品的定价，Cree公司没有给出明确的信息。对此，McClear解释说：“新产品将按照流明/美元进行定价，将比Cree公司以往产品和市场上其它同类产品优惠20%以上。” 此外，麦克里还透露，该新产品的出货量已经达到大约25万套。
Cree公司市场主管Paul Thieken告诉我们：“至于成本，需要考虑在使用寿命期限内的维护和更换成本，就这方面而言，7090型LED比竞争对手的产品具有明显的优势。”
Permlight Products公司是一家热控LED照明系统的开发商和制造商，其产品应用于住宅和其它应用领域，该公司已经采用了Cree公司的产品来开发新产品。Cree公司预期，用该公司新产品代替传统的固态高亮度光源可以达到良好的节能效果，Permlight Products公司总裁兼CEO Manuel Lynch对此表示赞同。通过最大限度地提高LED效率就能够达到这个目标。
Lynch认为：“这是一个非常重要的商业尺度，我们现在正在出售的很多柜台、楼梯和通道照明设施的高亮度光源采用了Cree公司的Xlamp产品。”此外，Permlight公司还为数字信号及其它应用提供采用Cree公司高亮度LED的照明设备。
此外，最近Cree公司还许可Knightbright Electronic公司生产和销售其高亮度白光LED。Knightbright Electronic公司是一家生产LED灯、表面贴装显示器及相关LED产品的厂商。
发展前景光明
白光LED的平均售价每年下跌大约20%左右。根据光电工业发展协会的预测，到明年，LED照明系统的全寿命拥有成本将低于白炽灯的全寿命拥有成本，到2010年低于荧光灯的全寿命拥有成本。市场研究公司IC Insights预测，到2010年全球LED总销售收入将达到6.7亿美元，而包括白色LED在内的高亮度LED销售收入将占到总销售收入的86%。
对于全球那些具有能源意识的政府机构而言，固态照明技术已经成为高优先级的选择，这使LED开发方面的投资不断增长，Cree公司已经通过美国能源与可再生能源办公室管理的DoE建筑技术项目和美国能源部建立了紧密的合作关系，并得到了美国能源部的资助。
此外，Cree公司还是美国能源部与下一代照明工业联盟的特许合作伙伴，下一代照明工业联盟是一个照明制造商组织，致力于促进美国能源部固态照明技术管理官员提高对LED制造与商业化的重视程度。
去年，美国能源部已经公布了能效定额计划，依据该计划，到2012年商用白色LED的能效要达到150流明/W，2020年达到200流明/W(图3)。同时，Cree公司也同美国国家标准与技术协会建立了合作关系，并在后者的资助下开发照明技术标准。
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