Terwijl de wereldwijde markt voor LED-verlichting een ongekende groei doormaakt, aangestuurd door technologische innovaties en duurzame energiepraktijken, staat de sector aan het voorfront van een verlichtingsrevolutie.
In dit artikel wordt dieper ingegaan op de belangrijke voordelen, toepassingen en het belang van LED-technologie voor de markt. Het biedt een uitgebreide analyse op maat voor B2B-professionals die willen profiteren van het transformatieve potentieel van deze snelgroeiende sector.
Inhoudsopgave
Markt omvang en groeipunten
LED basisparameters
Laatste ontwikkelingen
Conclusie
Markt omvang en groeipunten
De wereldwijde markt voor LED-verlichting bereikte $ 814.8 miljard in 2023 en zal naar verwachting groeien met een samengestelde jaarlijkse groei (CAGR) van 11.0% van 2023 tot 2030.
Volgens het laatste LED-industrierapport van TrendForceDe verwachting is dat de wereldwijde LED-markt in 2024 weer zal groeien, met een verwachte productie van 130 miljard dollar en een jaarlijkse groeivoet van 3%.
Naar verwachting zal LED-technologie het energieverbruik in de verlichtingsindustrie tegen 30 met 2030% verminderen. De technologie vormt daarmee een hoeksteen van duurzame energiepraktijken en kan het toekomstige verlichtingslandschap in de VS en wereldwijd aanzienlijk veranderen.
Met het oog op 2035 wordt verwacht dat LED's de verlichtingsmarkt zullen domineren, met een verwachte energiebesparing die gelijkstaat aan de output van meer dan 92,000 megawatt elektriciteitscentrales per jaar. Dit onderstreept de cruciale rol die LED's spelen bij energiebesparing en -efficiëntie.
Deze groei wordt voornamelijk veroorzaakt door het geleidelijke herstel van de marktvraag op het gebied van onder meer autoverlichting en -beeldschermen, algemene verlichting, LED-beeldschermen, UV/infrarood LED en ontwikkelingen in de Micro LED-technologie, toegepast in grote beeldschermen en horloges.
Bovendien bieden marktdeelnemers een breed scala aan LED-producten aan, zoals LED-strips, LED-lampen en LED-buislampen. Daarmee richten ze zich op verschillende potentiële doelgroepen en ondersteunen ze zo de groei van de LED-verlichtingsindustrie.
In de automobielsector is er een opmerkelijke toename in de vraag naar LED-displays, vooral gedreven door ontwikkelingen in geavanceerde technologieën zoals adaptieve koplampen, Mini LED-achterlichten, doorlopende achterlichten, sfeerverlichting en Mini LED-achtergrondverlichting. Er wordt voorspeld dat de marktwaarde van automotive LED dit jaar USD 3.4 miljard zal bereiken.
Daarnaast zal de Micro LED-technologie geleidelijk worden toegepast in bijvoorbeeld leeslampjes in het interieur, draaiknoppen en transparante displays. Naar verwachting zal de technologie tegen 2026-2027 ook worden toegepast in head-up displays en displays voor autoruiten.
Op de UV-LED-markt blijven fabrikanten sterilisatie- en zuiveringsproducten met een hoog vermogen introduceren. Verwacht wordt dat deze producten vanaf de tweede helft van dit jaar tot 2026 geleidelijk de markten voor huishoudelijke apparaten en dynamische watersterilisatie zullen binnendringen. Vergeleken met traditionele UV-lampen biedt UV-LED een langere levensduur en eenvoudigere optische ontwerpen, waardoor ze veel aandacht krijgen.
Ook op het gebied van landbouwverlichting boekt men snelle vooruitgang, omdat de kosten van plantenverlichtingsproducten dalen. Hierdoor neemt de vraag in Midden- en Oost-Europese landen zoals Tsjechië en Polen toe.
Tegelijkertijd nemen investeringen in technologie voor plantenverlichting toe in Azië en de hoge breedtegraden van Noord-Europa, gericht op het verzachten van de langetermijneffecten van de winter op de voedselvoorziening. Tegen 2024 zal dit naar verwachting een aanzienlijke groei in de LED-markt voor plantenverlichting veroorzaken.
LED basisparameters
Om LED's volledig te begrijpen, moeten we beginnen met het onderzoeken van hun elektrische parameters, toepassingslimieten en relevante indicatoren voor verlichtingsarmaturen. Dit zal retailers helpen de juiste opties te selecteren voor een reeks toepassingen.
LED elektrische parameters op microscopisch niveau
1. Spectrale verdeling en piekgolflengte: Het licht dat een LED uitstraalt, heeft niet één enkele golflengte. Het bestaat uit verschillende golflengtes, waarbij één golflengte (λ0) de hoogste intensiteit heeft, ook wel de piekgolflengte genoemd.
2. Lichtsterkte (IV): Dit verwijst naar de intensiteit van het licht dat door een LED wordt uitgezonden, doorgaans gemeten in de normale richting (of langs de as voor cilindrische LED's). Het wordt uitgedrukt in candela (cd) wanneer de stralingsintensiteit in die richting 1/683 W/sr is.
3. Spectrale bandbreedte (Δλ): Het geeft de zuiverheid van het spectrum van de LED weer en geeft de scheiding tussen twee golflengten aan die overeenkomt met de helft van de piekintensiteit.
4. Halve intensiteitshoek (θ1/2) en kijkhoek: θ1/2 verwijst naar de hoek tussen de richting van de halve intensiteitswaarde en de emissie-as (normale richting) van de LED.
5. Voorwaartse bedrijfsstroom (IF): Dit is de voorwaartse stroomwaarde wanneer de LED normaal licht uitzendt. Voor de veiligheid moet de werkelijke stroom (IF) lager zijn dan 0.6IFm.
6. Voorwaartse bedrijfsspanning (VF): De gespecificeerde bedrijfsspanning in het datasheet wordt verkregen bij een gegeven voorwaartse stroom. Deze wordt doorgaans gemeten bij IF=20mA en varieert van 1.4 tot 3V voor LED.
LED-gerelateerde toepassingslimietparameters
1. Toelaatbaar vermogensverlies (Pm): De maximale waarde die wordt verkregen door de voorwaartse DC-spanning over de LED-aansluitingen te vermenigvuldigen met de stroom die erdoorheen gaat. Overschrijding van deze waarde kan leiden tot oververhitting en schade aan de LED.
2. Maximale voorwaartse DC-stroom (IFm): De maximaal toegestane voorwaartse DC-stroom. Overschrijding van de waarde resulteert in een beschadigde diode.
3. Maximale omgekeerde spanning (VRm): De omgekeerde spanning is toegestaan in het maximale bereik. Overschrijding van deze waarde kan leiden tot een storing en schade aan de LED.
4. Operationele omgeving (topm): Het temperatuurbereik waarin de LED normaal kan werken. Werken onder of boven dit temperatuurbereik vermindert de efficiëntie aanzienlijk.
LED-armatuurgerelateerde indicatoren
1. Lichtopbrengst: Het is de verhouding van de netto lichtstroom (in lumen) die door een armatuur wordt uitgestraald tot het ingangsvermogen (in watt) gemeten in lm/W. Koudwitte LED met een kleurtemperatuur van 5000K of hoger heeft doorgaans een hogere lichtopbrengst
2. Kleurweergave-index (CRI): Het kenmerkt het vermogen om de kleuren van objecten weer te geven door een lichtbron in vergelijking met een standaard referentielichtbron (daglicht of gloeilamp). Een hogere CRI betekent een beter vermogen om kleuren weer te geven.
3. Gecorreleerde kleurtemperatuur (CCT): Het heeft betrekking op de kleurweergave van het licht dat door een bron wordt uitgezonden, vergeleken met die van een zwarte straler bij een bepaalde temperatuur, gemeten in Kelvin (K).
LED-classificatie omvat verschillende aspecten
1. Gebaseerd op emissiekleur: Rood, oranje, groen, blauw, enzovoort. Sommige LED's bevatten zelfs chips van twee of drie kleuren.
2. Gebaseerd op emissie-oppervlaktekarakteristieken: cirkelvormig, vierkant, rechthoekig, oppervlakte-emitterend, zij-emitterend, etc.
3. Gebaseerd op de hoekverdeling van de lichtsterkte: Hoge richtingsgevoeligheid, standaard en diffuse typen.
Qua structuur zijn LED's er in verschillende typen, zoals epoxy-encapsulatie, metalen epoxy-encapsulatie, keramische epoxy-encapsulatie en glazen encapsulatie. Daarnaast kunnen LED's worden ingedeeld in gewone helderheid en ultrahoge helderheid op basis van lichtsterkte en bedrijfsstroom.
Voor het testen van gewone LED's kunnen de elektrische eigenschappen doorgaans worden getest met een multimeter, terwijl voor infrarood-LED's extra lichtgevoelige apparaten nodig zijn, omdat infraroodlicht onzichtbaar is voor het menselijk oog.
| LED-materiaal | Chemische formule | Kleur |
| Aluminiumgalliumarsenide, Galliumarsenide, Galliumarsenidefosfide, Indiumgalliumfosfide, Aluminiumgalliumfosfide (gedoteerd zinkoxide) | AlGaAs, GaAsP, AlGaInP, GaP:ZnO | Rood en infrarood |
| Aluminium galliumfosfide, Indium gallium nitride/gallium nitride, Galliumfosfide, Indium gallium aluminiumfosfide, Aluminium galliumfosfide | InGaN/GaN, GaP, AlGaInP, AlGaP | groen |
| Aluminium-indiumfosfide, Galliumarsenide, Fosfide, Indiumgalliumaluminiumfosfide, Galliumfosfide | GaAsP, AlGaInP, GaP | Hoge helderheid oranje-rood, oranje, geel, groen |
| Galliumarsenidefosfaat | GaAsP | Rood, oranje, geel |
| Fosfide van gallium, Selenide van zink, Indiumgalliumnitride, Siliciumcarbide | GaP ZnSe InGaN SiC | Rood, geel, groen |
| Galliumnitride | GaN | Groen, smaragdgroen, blauw |
| Indiumgalliumnitride | InGaN | Bijna UV, blauwgroen, blauw |
| siliciumcarbide | SiC | blauw |
| Silicium (als substraat) | Si | blauw |
| Saffier (als substraat) | Al2O3 | blauw |
| Zink selenide | ZnSe | blauw |
| Diamant | C | Ultraviolet licht |
| Aluminium nitride, aluminium gallium nitride | AlN-AlGaN | De golflengte is ultraviolet licht van ver naar dichtbij |
Laatste ontwikkelingen
Verschillende toepassingsgebieden
Technologievergelijking: LED en OLED zijn twee veelgebruikte displaytechnologieën met verschillende kenmerken, waardoor er verschillen zijn in hun toepassingsgebieden.
LED-schermen worden veel gebruikt op billboards, grote schermen en locaties vanwege hun helderheid en duurzaamheid. Hierdoor zijn ze een voordeel in heldere omgevingen.
Aan de andere kant vinden OLED-schermen een brede toepassing in kleine apparaten en consumentenelektronica zoals smartphones, tablets en televisies. Het ultradunne ontwerp en de uitstekende beeldkwaliteit van OLED-schermen maken ze de voorkeurskeuze voor hoogwaardige elektronische producten.
Weergavetechnologie van de volgende generatie
Micro-LED heeft een hoge resolutie, laag stroomverbruik, hoge helderheid, hoog contrast, levendige kleurverzadiging, snelle responstijd, dun profiel en lange levensduur. Het verbruikt tot 10% van het vermogen van LCD's en 50% van OLED, wat het positioneert als de volgende generatie displaytechnologie die door de industrie wordt verwacht.
Vergelijkbaar met LED, heeft Micro-LED een typische halfgeleiderstructuur die is samengesteld uit directe bandgap halfgeleidermaterialen. De halfgeleiderchip bestaat uit een P-type halfgeleider waarin gaten domineren en een N-type halfgeleider waarin elektronen overheersen. Wanneer er een stroom door de chip stroomt via geleiders, worden elektronen naar het P-gebied geduwd, waar ze recombineren met gaten en energie uitzenden in de vorm van fotonen.
De belangrijkste golflengte van het Micro-LED-spectrum is ongeveer 20 nm ultraviolet licht, wat extreem hoge kleurverzadiging biedt. Vergeleken met traditionele LED-apparaten is de nieuwe Micro-LED gekrompen van een typische grootte van 300-1000 micrometer tot 1-100 micrometer, wat een hogere integratiehoeveelheid op hetzelfde chipoppervlak mogelijk maakt. Vanwege de inherente lichtgevende eigenschappen van LED verbetert Micro-LED de licht-naar-elektriciteitsconversie-efficiëntie aanzienlijk, wat het ontwerp van energiezuinige of zeer heldere displays mogelijk maakt.
Micro-LED omvat het dunner maken, miniaturiseren en rangschikken van LED-structuren, met afmetingen van ongeveer 1-100 micrometer. Vervolgens worden Micro-LED's massaal overgebracht op circuitsubstraten, die stijf of flexibel en transparant of ondoorzichtig kunnen zijn. Tot slot wordt een fysiek depositieproces gebruikt om de beschermlaag en de bovenste elektrode te voltooien, waardoor de inkapseling van het bovenste substraat mogelijk wordt.
De Amerikaanse Micro LED display startup Q-Pixel heeft de succesvolle ontwikkeling aangekondigd van 's werelds hoogste resolutie actieve matrix Micro LED display. Dit display heeft een pixeldichtheid van maximaal 6800 PPI, met afmetingen van 1.1 cm * 0.55 cm en een resolutie van 3K * 1.5K.
Uitbreiding naar andere toepassingsgebieden
Naast technologische innovaties is de uitbreiding van LED naar andere toepassingsgebieden te voorzien. LED's onafhankelijke kleuraanpassingspotentieel maakt het mogelijk om emissieprestaties aan te passen aan verschillende behoeften. Dergelijke spectrale controleverlichting kan zich aanpassen aan menselijke fysiologische reacties, waarbij intensieve LED-verlichting een toenemende impact heeft op het medische veld, en helpt bij het verbeteren van de focus of slaap, het verlichten van spierspanning of het behandelen van huidziekten.
Bovendien wordt verwacht dat specifieke golflengte solid-state verlichting de fotosynthese stimuleert en de groei van kasgewassen optimaliseert. Met de voortdurende ontwikkeling in kosteneffectiviteit en prestaties op het gebied van LED's, zullen we profiteren van nieuwe LED-producten.
Conclusie
LED-technologie heeft verschillende aspecten van ons leven enorm verbeterd, wat heeft geresulteerd in een enorme markt en wijdverbreide toepassingen. Recente ontwikkelingen onthullen ook het enorme potentieel ervan in sectoren als gezondheidszorg en landbouw. De nieuwste ontwikkeling van micro-LED-technologie ontwikkelt zich snel en staat op het punt ons leven verder te verrijken.
In dit blogbericht krijgt u bovendien een fundamenteel en uitgebreid inzicht in de principes achter LED-verlichting en de belangrijkste parameters waarmee u rekening moet houden bij het selecteren van gerelateerde producten, zoals lichtopbrengst, kleurweergave en kleurtemperatuur. Deze parameters zijn essentieel voor het kiezen van de beste opties op de markt voor uw kopers.
