[发明专利]LED灯

说明书

技术领域

本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED灯。

背景技术

20世纪末以来，人类面临严峻的能源问题，开源节流是不能不采取的方法。而人工照明领域的能源节约有着巨大的潜力，据统计目前约22％的电能消耗(相当于总能耗的8％)用于效率不高的人工照明，产生大约7％的碳排放。高功率的发光二极管(Light EmittingDiode，LED)理论上能够提供更高的发光效率(380lm/W)，而且具有全固态、无污染等优点。因此采用LED光源的半导体照明技术是照明节能的有效手段，其中提高氮化镓(GaN)基功率LED的电光转换效率是发挥半导体照明节能作用的关键，也是近年国际和国内研究的热点。宏观上看，LED光效的提升和单位器件成本的下降，具有类似于摩尔定律的海茨(Haitz)定律：光效每年提升30％，价格每年下降20％。当前，半导体照明技术处于快速发展时期，从2000年开始LED的发光效率即以平均每年10～20lm/W的速度大幅提高。光效的提高为近年来半导体照明市场的增长和产品的普及奠定了坚实的基础。

LED照明领域的市场领先者Cree公司是目前世界上采用SiC作为衬底材料制造蓝光和白光发光二极管用外延片和芯片的专业公司之一。Cree公司在不断改善外延品质及提高内量子效率的同时，采用了薄膜(Thin-film)芯片技术大幅度提升产品亮度，薄膜芯片技术即利用衬底转移技术将发光层倒装在导电散热好的衬底上，薄膜芯片技术可以有效地解决芯片的散热问题和提高取光效率。Cree公司的功率LED芯片产品EZ系列采用薄膜芯片技术已经达到业界领先的光效水平。据2009年底的报道显示，Cree冷白光LED器件研发水平达到186lm/W。在2010年2月份Cree开发出208lm/W的当今世界上最佳白光大功率LED芯片。该测试是在350mA电流和标准测试环境下进行，相关色温为4579K，但它只是在实验室的环境下达到这一水平。2010年4月份推出突破性创新照明类LED器件产品-冷白光XM LED。这款新型单芯片LED在多种驱动电流范围内可实现无与伦比的高性能。它的推出创造了LED照明光输出和高光效的新纪录，在350mA的驱动电流下提供了创纪录的160lm/W高光效，并且实现了热阻2℃/W的业界领先的技术突破。在350mA驱动电流下，暖白光(3000K)XM LED光效高达117lm/W，中性白(4000K)XM LED光效高达138lm/W。此款LED具有非常高的流明密度，在2A电流下提供750lm的光通量，这意味着不足7W的此类LED能够产生相当于60W的白炽灯产生的光输出，从而能够简化设计并降低照明厂家在定向照明应用(包括高棚灯、停车场照明、道路照明、活动式投射灯照明、射灯和LED替换灯等)的制造成本，并能够帮助厂家轻松控制光输出以及将光浪费和光污染最小化。科锐是目前全球唯一能够大规模量产如此高性能暖白和中性白LED的制造商。

Nichia作为世界上最早研究成功并生产蓝光和白光发光二极管的公司，在AlInGaN基短波长可见发光二极管外延、芯片和二极管的性能方面一直处于领先地位。由于在InGaNLED技术和生产白色LED的荧光粉材料上拥有多项专利，在InGaN白色LED芯片供应上一直占有统治地位，日亚的专利技术一直控制在其内部使用。其技术途径也有别于传统LED制造厂商，并主要是通过大幅度提升出光效率来提高发光功率和外量子效率。2003年9月，Nichia报道了通过在凹凸蓝宝石衬底上生长发光二极管外延片，并运用Rh金属基微结构网状透明导电薄膜，使芯片出光效率达到50％。Nichia在2006年6月在业界率先投产了100lm/W产品。2007年投产发光效率达150lm/W的白色LED。2008年Nichia公司宣布其正装结构功率LED产品光效达到145lm/W，芯片规格为1mm×1mm。在蓝光芯片的技术路线上，Nichia采用图形化蓝宝石衬底外延生长技术结合ITO透明导电层芯片工艺，产品性能表现优越，特别是小功率芯片甚至达到245lm/W的性能指标。