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车用高亮度LED照明探讨

  • 发布日期:2007-01-31 浏览次数402

     高亮度发光二极管(HB led)由于具有体积小、高亮度、高色彩纯度、寿命长、省电、设计容易等优点,近年来已被车厂大量导入于车用照明,整体市场后势潜力将相当可观。现就在台北举办的“高亮度led车用照明技术与市场发展研讨会”中,将HB LED市场商机、封装技术以及系统设计等不同议题提供市场策略上的分析和探讨。 
     HB LED近年来已被车厂大量导入于车用指示灯、小范围照明、尾灯模块以及后视镜方向灯组,由于美观抢眼的led灯组设计,更能吸引消费者的目光,因此也成为车头灯市场下一阶段的发展目标。随着HB LED在封装以及车灯系统设计技术上的不断改良,也促使HB LED在车用市场的发展更加蓬勃。以下是部分厂商就HB LED在车用市场应用和发展的部分表述。

     璨圆光电制程整合部经理李允立:HB LED车用市场现商机
     汽车光源依功能区分,可分为照明(Illumination)及信号功能(Signage),用以指示车辆的状态;若依使用领域则可分为车内光源系统与车外光源系统。目前LED在车内光源系统中,已可见于仪表灯、阅读灯、车门灯及车内圆顶灯等应用;至于车外光源系统的应用,则包括第三煞车灯、尾灯、雾灯/日行灯,以及转向照明灯,其中又以第三煞车灯的使用最具代表性。
     由于HB LED对于提高汽车驾驶安全性有明显助益,使得HB LED CHMSL市场占有率逐年成长,至2004年,HB LED在CHMSL的市占率己达40%,就个别市场装置率分析,欧洲与日本为使用HB LED CHMSL最普遍的地区。虽然欧洲市场迟至1997年才开始规定新车须加装CHMSL,但由于欧洲对HB LED的推广甚为积极,2004年HB LED CHMSL的市占率已高达80%以上。至于日本市场占有率亦有40%左右的表现;而美国市场虽然在CHMSL使用及LED应用上领先全球,但由于对LED的安规标准制订缓慢,及各车厂因成本原因未大力推广,使其HB LED CHMSL的市占仅有20%左右。另一方面,HB LED应用在尾灯方面的成果,则以日本市场最为丰硕,截至2004年,应用比例已达12%。不过,整体而言,应用情形仍未成熟,比例均未突破4%。
     除CHMSL与尾灯外,HB LED于车外光源系统的终极目标仍在头灯的应用。HB LED要达到这个目标,必须要克服车灯系统对光输出密度、均匀性及成本的严格要求。以均匀性而言,传统的led芯片筛选过程中,并不能完全保证波长及亮度的均匀性,同时每一颗HB led芯片的衰减程度不一也会影响发光的均匀。目前看来,使用高功率的LED芯片,是不错的解决之道。然而,使用高功率LED在设计上仍有诸多议题必须面对,如专利问题、散热问题、电流分布不均,以及由于LED芯片内部全反射所造成的内部光子损失,与高电流密度导致LED芯片内部量子效率下降等。这些问题目前均已有相关的技术方案可以解决。如LED芯片内部全反射所造成的内部光子损失的问题,可透过在芯片表面制作沟渠的方式,来增加侧向光的出光面积,不过必须注意沟渠的宽高比,以免牺牲太多发光区域或是因沟渠过小而无效果。另外,在散热问题方面,则可借由覆晶式芯片封装与AuSn共晶黏着技术来解决。由于采用覆晶式封装时,导热基板距离LED芯片散热区域近,因此散热效果较好,发光亮度的衰减也较其它封装技术改善许多。
     综观HB LED在车用照明系统的发展已有初步成果,但在头灯应用上仍将面对散热及HB led发光效率等问题,因此,如何避开国外大厂的专利,率先提出可行的解决方案,将是全球业者掌握HB LED车用市场的重要关键。

 亿光电子研发二处副处长吴易座:led封装耐热技术有待克服
     车厂采用HB LED作为指示或照明灯源的比例有逐年上升的趋势,包括Ford、Mitsubishi、Honda、BMW、Cadillac、Mazda等出厂的车款都已经采用HB-LED在仪表板、锁匙孔照明、第三煞车灯、后照镜照明、车尾灯等作为车用照明。
     根据iSuppi资料显示,每年汽车的出货量大约有6,000万台,而HB LED在车尾灯的采用比例已经相当高,2004年HB LED在车尾灯市场的出货量已达2.6亿件,仪表板已成为车内照明的主力市场,预计2010年超高亮度(Ultra High Brightness, UHB)LED在车头灯的产值可达1.4亿美元。可见车头灯将成为下一阶段车用照明的主力战场,最先被使用在高端的汽车市场,目前只有车头灯的应用仍在测试研发阶段,市场估计在2007年会有正式的车款面世。
     HB LED在车用照明市场已成大势所趋,未来LED亦将被导入头灯模块。LED车头灯模块在被大量商品化以前还有很多技术瓶颈,诸如LED的发光效率、led封装体耐热能力、LED封装体的散热设计、头灯模块的散热设计及成本等议题有待克服。而LED的封装设计对于发光效率以及散热能力也占有很大的影响因素,须考虑光学效能、散热管理、抗化学性以及光学设计等要素。因此在芯片的种类、粘

 

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