2，LED冷凍食品照明

　　LED照明目前正大量應(yīng)用于冷凍食品的照明，LED燈具及其他一些半導(dǎo)體器件都夠有較高的發(fā)光效率，并且可長時(shí)間在較低溫度下工作。而低效率的照明燈具，除了用于發(fā)光而消耗的能量外，其產(chǎn)生的大量散熱也會(huì)需要冰箱系統(tǒng)來冷卻，這會(huì)造成電量的浪費(fèi)。

　　愛爾蘭的Nualight公司表示，用合適的光源來照亮食物非常重要。目前零售食品照明市場的市值達(dá)到10億美元。零售食品照明市場將會(huì)是一個(gè)很有前景的市場， Nualight公司在過去幾年的年增長率均在100%以上。

　　Liam指出，到目前為止，關(guān)注較多的是制冷柜和冰箱配置的照明系統(tǒng)。希望LED在制冷柜的照明應(yīng)用中取代熒光燈。

　　近年來，包括沃爾瑪，樂購，克羅格和SUPERVALU在內(nèi)的全球大型食品零售商，都在其冷凍食品柜中用LED取代熒光燈照明，節(jié)約能源高達(dá)70％。

　　3，LED光源在KTV房間中的應(yīng)用

　　KTV包房燈是屬于舞臺燈光的一類，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平增長，人們的娛樂生活也越來越豐富，去酒吧KTV包房K歌是一種最常見的娛樂休閑方式，一般的KTV包房的室內(nèi)裝修都有個(gè)性化的需求，所以有很多KTV包房經(jīng)營者會(huì)為了跟上時(shí)代的潮流，經(jīng)常要對KTV包房局部或重新裝修，由此也就催生了屬于KTV包房專用的一類設(shè)備，KTV包房燈就屬于KTV包房燈光音響一類。

  TV包房燈分類：KTV包房燈按用途分可以分為一，演藝燈光類，這類是常見的舞臺燈光，包含搖頭燈，掃描燈，巫師燈，激光燈，圖案花燈，掃描類的三爪魚，八爪魚，雙月花燈，無極箭以及魔球燈，頻閃燈，雨燈，led帕燈，控制臺，小型煙機(jī)等等。起制造氣氛作用，二是環(huán)境照明類，有LED照明帕燈，節(jié)能燈管，壁燈，吊燈，臺燈，防爆燈具，紫光燈等等，起環(huán)境照明作用。三是裝飾類，有LED背景幕布，LED竄燈，燈飾，LED護(hù)欄管，LED燈條，LED地板磚，亞克力燈箱等等，起環(huán)境裝飾作用。

     KTV包房燈具特點(diǎn)：KTV包房燈具特點(diǎn)是由KTV包房本身的特點(diǎn)決定，一般的KTV包房每天都要連續(xù)營業(yè)12個(gè)小時(shí)左右，長時(shí)間的使用，對燈具的性能提出了很高的要求，所以KTV包房燈具必須要耐用。二是燈具圖案和效果的個(gè)性化，很多KTV包房的設(shè)計(jì)都會(huì)在裝修方面追求個(gè)性化，以此來引領(lǐng)潮流，吸引消費(fèi)者。

 　　4，地鐵隧道照明

 　　由于地鐵常年在地下運(yùn)行，對照明燈有很高的要求。它不僅要求節(jié)電、高亮度、長壽命,還必須保證不間斷照明。然而，常用的白熾燈、日光燈、高壓鈉燈等都存在一定的缺陷，會(huì)出現(xiàn)一些難以避免的照明故障。

　　相比之下，LED擁有環(huán)保、節(jié)能、壽命長、光效高、無輻射等特點(diǎn)，延長使用壽命和大幅降低能耗。并且，LED抗震性強(qiáng)的特點(diǎn)非常適合地鐵運(yùn)營環(huán)境，可以做到六七年內(nèi)不用更換，LED燈能效比普通熒光燈高出近50%。

　　因此，LED已經(jīng)成為最佳的綠色照明燈具。地鐵各車站采用LED燈，不僅可以節(jié)省大量電費(fèi)，而且，還可以節(jié)省大量的維修費(fèi)用。同時(shí)，也可確保照明質(zhì)量。LED針對目前地鐵照明系統(tǒng)存在的問題，提供了一種結(jié)構(gòu)新穎、成本低、使用壽命長、節(jié)電效果好、可靠性高的地鐵照明方案。

　　根據(jù)專家測算，雖然LED燈價(jià)格昂貴，但相當(dāng)于普通熒光燈的50倍。一列車改造總費(fèi)用高達(dá)5萬元，但節(jié)省的電費(fèi)和維修成本差不多三年能收回成本，因此有望在北京地鐵大規(guī)模推廣。據(jù)了解，ED又稱半導(dǎo)體照明，是不同于普通節(jié)能燈的新一代照明技術(shù)。正在試驗(yàn)的G432列車，車廂內(nèi)168支熒光燈將全部更換為LED燈。相對于熒光燈每支五六元的價(jià)格，新更換的LED照明燈市場單價(jià)高達(dá)300多元。目前的試驗(yàn)項(xiàng)目屬國家“863”科技攻關(guān)內(nèi)容，暫由廠商免費(fèi)提供。
 

　　四，照明用LED封裝發(fā)展趨勢

　?。保珻OB封裝

　　    COB，在電子制造業(yè)里并不是一項(xiàng)新鮮的技術(shù)，是指直接將裸外延片黏貼在電路板上，并將導(dǎo)線／焊線直接焊接在PCB的鍍金線路上，也是俗稱中的打線(Wire bonding)，再透過封膠的技術(shù)，有效的將IC制造過程中的封裝步驟轉(zhuǎn)移到電路板上直接組裝。在LED產(chǎn)業(yè)中，由于現(xiàn)代科技產(chǎn)品越來越講究輕薄與高可攜性，此外，為了節(jié)省多顆LED芯片設(shè)計(jì)的系統(tǒng)板空間問題，在高功率LED系統(tǒng)需求中，便開發(fā)出直接將芯片黏貼于系統(tǒng)板的COB技術(shù)。

   COB的優(yōu)點(diǎn)在于：高成本效益、線路設(shè)計(jì)簡單、節(jié)省系統(tǒng)板空間等，但亦存在著芯片整合亮度、色溫調(diào)和與系統(tǒng)整合的技術(shù)門檻。以25W的LED為例，傳統(tǒng)高功率25W的LED光源，須采用25顆1W的LED芯片封裝成25顆LED元件，而COB封裝是將25顆1W的LED芯片封裝在單一芯片中，因此需要的二次光學(xué)透鏡將從25片縮減為1片，有助于縮小光源面積、縮減材料、系統(tǒng)成本，進(jìn)而可簡化光源系二次光學(xué)設(shè)計(jì)并節(jié)省組裝人力成本。此外，高功率COB封裝僅需單顆高功率LED即可取代多顆1瓦(含)以上LED封裝，促使產(chǎn)品體積更加輕薄短小。

         
　?。?， 高壓LED
    
    　在同樣輸出功率下，高壓LED所需的驅(qū)動(dòng)電流大大低于低壓LED。如以晶元光電的高壓藍(lán)光1WLED為例，它的正向壓降高達(dá)50V，也即它只需20mA驅(qū)動(dòng)電流就可以輸出1W功率，而普通正向壓降為3V的1WLED，需要350mA驅(qū)動(dòng)電流才能輸出1W功率，因此同樣輸出功率的高壓LED在工作時(shí)耗散的功率要遠(yuǎn)低于低壓LED，這意味著散熱鋁外殼的成本可大大降低。
　　
　　　高壓LED可以大幅降低AC-DC轉(zhuǎn)換效率損失。以10W輸出功率為例，如果采用正向壓降為50V的1W高壓LED，輸出端可以采取2并4串的配置，4個(gè)串聯(lián)LED的正向壓降為200V，也就是說只需從市電220V交流電(AC)利用橋式整流及降20V就可以了。但如果我們采用正向壓降為3V的1W低壓LED，即便10個(gè)串在一起正向壓降也不過30V，也就是說需要從220VAC市電降壓到30VDC。我們知道，輸入和輸出壓差越低，AC到DC的轉(zhuǎn)換效率就越高，可見如采用高壓LED，變壓器的效率就可以得到大大提高，從而可大幅降低AC-DC轉(zhuǎn)換時(shí)的功率損失，這一熱耗減少又可進(jìn)一步降低散熱外殼的成本。

 　　
　　因此，如采用高壓LED來開發(fā)LED通用照明燈具產(chǎn)品，總體功耗可以大大降低，從而大幅降低對散熱外殼的設(shè)計(jì)要求，如我們可用更薄更輕的鋁外殼就可滿足LED燈具的散熱需求，由于散熱鋁外殼的成本是LED照明燈具的主要成本組成部分之一，鋁外殼成本有效降低也意味著整體LED照明燈具成本的有效降低。由此可見，高壓LED可以帶來LED照明燈具成本和重量的有效降低，但其更重要的意義是大幅降低了對散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，從而有力掃清了LED照明燈具進(jìn)入室內(nèi)照明市場的最大技術(shù)障礙。因此，高壓LED將主導(dǎo)未來的LED通用照明燈具市場。

　　３，AC LED

 　　以高效節(jié)能、綠色環(huán)保、長壽命為特點(diǎn)的新興LED照明技術(shù)如今正在加速發(fā)展，應(yīng)用中的新技術(shù)、新方案也不斷涌現(xiàn)。LED照明設(shè)計(jì)可結(jié)合光源特性，如光源指向性、冷光源及色彩變化等，必將將成為照明市場主流。近年來，隨著 LED 在材料選取、晶粒制程、封裝架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)等方面的研究不斷進(jìn)步，一種新的交流發(fā)光二極管（ AC LED ）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過一種新的思路，推動(dòng)了 LED照明技術(shù)的實(shí)用化。

　　傳統(tǒng)的LED是典型的低壓直流器件，無法直接在我們?nèi)粘Ｕ彰魇褂玫碾娫词歉邏航涣鳎ˋC 100～220V）下使用，必須經(jīng)過變壓器或開關(guān)電源降壓，然后將交流（AC）變換成直流（DC），再變換成直流恒流源，才能供LED光源使用。

　　因此在LED燈具里必然要有一定的空間來安置這個(gè)變換器，不利于照明燈具的設(shè)計(jì)和小型化。而且系統(tǒng)經(jīng)過的變換環(huán)節(jié)，能量必然有一定量的損耗，DC LED在交流、直流之間轉(zhuǎn)換時(shí)約15%～30%的電力被損耗，系統(tǒng)效率很難做到90%以上。如果能用交流（AC）直接驅(qū)動(dòng)LED光源發(fā)光，系統(tǒng)應(yīng)用方案將大大簡化，系統(tǒng)效率將很輕松地達(dá)到90%以上。變換裝置的存在造成了傳統(tǒng)LED照明產(chǎn)品成本較高的重要因素，也成為制約LED光源產(chǎn)品壽命的瓶頸，無法體現(xiàn)LED長壽命的特點(diǎn)。

  　　AC LED是相對于傳統(tǒng)的DC LED來說，無須經(jīng)過AC/DC轉(zhuǎn)換，可直接插電于220V（或110V） 交流電使用的 LED 照明技術(shù)。AC LED光源的技術(shù)關(guān)鍵是LED晶粒在封裝時(shí)的特殊排列組合技術(shù)，同時(shí)利用LED PN結(jié)的二極管特性兼作整流，通過半導(dǎo)體制作工藝將多個(gè)晶粒集成在一個(gè)單芯片上，即高功率單晶粒（single power chip）LED 技術(shù)，并采用交錯(cuò)的矩陣式排列工藝組成橋式電路，使AC電流可雙向?qū)?，?shí)現(xiàn)發(fā)光。晶粒的排列如圖1所示，左圖是AC LED晶粒采用交錯(cuò)的矩陣式排列示意圖，右小圖是實(shí)際AC LED晶粒排列照片，AC LED晶粒在接上交流后通體發(fā)光，因此只需要二根引線導(dǎo)入交流源即能發(fā)光工作。

圖1  AC LED晶粒封裝示意圖

  　　AC LED光源的工作原理如圖2所示，由LED微晶粒采用交錯(cuò)的矩陣式排列工藝組成5個(gè)橋臂，組成類似一個(gè)整流橋，整流橋的兩端分別聯(lián)接交流源，另兩端聯(lián)接一組LED晶粒，交流的正半周沿實(shí)線流動(dòng)，3個(gè)橋臂的LED晶粒發(fā)光，負(fù)半周沿虛線流動(dòng)，又有3個(gè)橋臂的LED晶粒發(fā)光，四個(gè)橋臂上的LED晶粒輪番發(fā)光，相對橋臂上的LED晶粒同時(shí)發(fā)光，中間橋臂的LED晶粒因共用而一直在發(fā)光。

圖2  AC LED光源的工作原理

　　在50Hz（60Hz）的交流中會(huì)以每秒50（60）次的頻率輪替點(diǎn)亮。整流橋取得的直流是脈動(dòng)直流，LED的發(fā)光也是閃動(dòng)的，LED有斷電余輝續(xù)光的特性，余輝可保持幾十微秒，而人眼對流動(dòng)光點(diǎn)記憶是有惰性的，所以感覺不到光的閃動(dòng)。LED有一半時(shí)間在工作，所以發(fā)熱得以減少40%～20%。其使用壽命較DC LED長。
　AC LED 體積小，可應(yīng)用于工業(yè)及民用小型指示燈；高壓低電流導(dǎo)通優(yōu)點(diǎn)克服了使用 DC LED 時(shí)，線路高損耗造成需依賴電源供應(yīng)器接續(xù)的問題；而且雙向?qū)?，藍(lán)綠光 LED 無靜電擊穿 ESD 問題；使用微晶粒技術(shù)大幅提高發(fā)光效率；由于功率因數(shù)提高與低電流控制，對于一般照明產(chǎn)業(yè)及 LCD 背光面板產(chǎn)業(yè)，更是一項(xiàng)實(shí)用化新技術(shù)。

　　AC LED不僅可以用在各種場合的照明，還可以用于液晶顯示屏的背光照明。其在照明上的一個(gè)典型應(yīng)用原理圖如圖5所示，在AC LED兩端分別串入正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC，和限流電阻R1、R2、R3，接上110V或220V交流即可進(jìn)入照明工作。相對傳統(tǒng)的DC LED，無須降壓整流裝置，大大簡化了實(shí)際應(yīng)用，提高了效率和可靠性。

圖5  AC LED的典型應(yīng)用電原理圖

 　　AC LED剛剛起步，現(xiàn)階段仍有兩個(gè)缺點(diǎn)，一是發(fā)光效率并沒有DC LED高。二是AC LED有觸電的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)锳C LED直接連接高壓電網(wǎng)，如果采用金屬鰭片散熱，容易發(fā)生觸電危險(xiǎn)，需要研究新的間接散熱方案，比如充液LED固態(tài)照明燈具等。

　　目前AC LED在發(fā)光亮度、功率等方面還不夠理想，但AC LED的應(yīng)用簡便、無需變壓轉(zhuǎn)換器和恒流源，以及低成本、高效率已顯現(xiàn)強(qiáng)大的生命力。AC LED的技術(shù)在飛躍發(fā)展，可以設(shè)想在不久的將來，高亮度、大功率、低成本的產(chǎn)品將大量面世，更綠色、更環(huán)保為我們這個(gè)世界提供光明。

　?。矗滦蜔晒夥鄣拈_發(fā)

　　YAG:Ce3+是最早被廣泛應(yīng)用于白光LED技術(shù)中的一種熒光粉，但是由于其發(fā)射光譜中紅色成分較少，難以獲得較高顯色指數(shù)和低色溫的白光LED;另一方面，半導(dǎo)體照明的持續(xù)發(fā)展推動(dòng)人們開發(fā)出更高轉(zhuǎn)化效率的熒光粉。早期，通過在YAG:Ce3+中加入（Ca,Sr）S:Eu2+、（Ca,Sr）Ga2S4:Eu2+紅綠色熒光粉來實(shí)現(xiàn)高顯色指數(shù)、低色溫的要求，但是由于這類堿土金屬硫化物物理化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、易潮解、揮發(fā)和具有腐蝕性等問題，不能滿足LED照明產(chǎn)業(yè)的需求。近來，人們開發(fā)了一種熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異的紅色熒光粉，能完全替代堿土金屬硫化物實(shí)現(xiàn)高顯色指數(shù)、低色溫白光LED,因其具有硅氮（氧）四面體結(jié)構(gòu)，被稱為氮氧化物，具有更高的激發(fā)效率。

　當(dāng)前，國外公司在LED用熒光粉方面技術(shù)成熟，且持有大部分重要專利。他們通過對熒光粉專利的把持而占領(lǐng)LED市場，YAG:Ce3+熒光粉的專利主要由Nichia占有[U.S.5998925],Osram則占據(jù)了Tb3Al5O12: Ce3+的熒光粉專利[U.S. 6812500, 6060861,65276930],TG、LWB和Tridonic持有摻Eu2+（SrBaCa）2SiO4Si:Al,B,P,Ge的專利[U.S.6809347],Intematix持有摻Eu2+（SrBaMg）2SiO4O:F,Cl,N,S的專利[U.S.20060027781, 200627785,200628122].反觀國內(nèi)，LED用熒光粉方面的研究大多集中在科研院所，主要是對現(xiàn)有熒光粉材料的合成和發(fā)光等物性的研究上，而在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的開發(fā)上做的不夠。

 　?。?，白光LED光學(xué)新模型的建立

　　熒光粉應(yīng)用于白光LED,還需根據(jù)LED的具體需求而定，諸如熒光粉的顆粒大小等等。對熒光粉的研究主要集中在熒光粉的光學(xué)性質(zhì)對白光led封裝性能的影響，例如取光效率、顏色空間分布以及光色質(zhì)量上面。在這些研究中，采用蒙特卡洛光線追跡的方法利用光學(xué)軟件模擬LED封裝結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能，將熒光粉層處理成Mie散射材料，這樣能夠通過光學(xué)模擬獲得白光LED的激發(fā)和發(fā)射特性，但是模擬沒有考慮到熒光粉具體的散射特性，缺少實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

　?。?，新型熒光粉涂覆方式
   
　　傳統(tǒng)的熒光粉涂覆方式為點(diǎn)粉模式，即熒光粉與膠體的混合物填充到芯片支架杯碗內(nèi)，然后加熱固化。這種涂覆方式熒光粉量難以控制，并且由于各處激發(fā)光不同，使得白光LED容易出現(xiàn)黃斑或者藍(lán)斑等光色不均勻現(xiàn)象。PhilipsLumileds公司提出了保形涂覆的熒光粉涂覆方式，它們在倒裝LED芯片表面覆蓋一層厚度一致的熒光粉膜層，提高了白光LED的光色穩(wěn)定性。也有公司采用在芯片表面沉積一層熒光粉的方法來實(shí)現(xiàn)激發(fā)。這些涂覆方式都是將芯片與熒光粉接觸。H.Luo等研究者的光學(xué)模擬結(jié)果表明，這種熒光粉與芯片接觸的近場激發(fā)方法，增加了激發(fā)光的背散射損耗，降低了器件的取光效率。澳大利亞的Sommer采用數(shù)值模擬的方法模擬PhilipsLumileds的熒光粉保形涂覆結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示這種涂覆方法并不能提供更好的角度均勻性。隨著對白光LED光學(xué)模擬的深入，熒光粉遠(yuǎn)場激發(fā)的方案顯示了更多的優(yōu)越性。

　　７，大電流注入及散熱結(jié)構(gòu)

　　為了滿足通用照明高光通量的需求，人們提高了單顆芯片的驅(qū)動(dòng)功率，以往1W的大功率芯片被注入到3W、5W,甚至更高。這使得白光LED的熱問題越來越嚴(yán)重，人們采用各種散熱技術(shù)，如熱管、微熱管、水冷、風(fēng)冷等方法對LED實(shí)施散熱。