OLED（Organic Light-emitting Diodes），中文名称为有机发光二极管，是基于有机半导体材料的发光二极管。OLED由于具有全固态、主动发光、高对比、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作温度范围宽、易于实现柔性和大面积、功耗低等诸多优点。目前OLED已在手机终端等小尺寸显示领域得到应用，在大尺寸电视和照明领域的发展潜力也得到业界的认可。OLED已经被视为21世纪最具前途的显示和照明产品之一。
而OLED，正是从2012年正式登上了照明的舞台，虽然目前只是一个小角色，但是对LED有不小的替代威胁。
在4月的法兰克福展上， Philips首次展示出最新OLED技术的Lumiblade OLED GL350 面板，每片GL 350 OLED面板尺寸约155平方公分，亮度可达115LM。
而在2012年5月8日-11日的美国拉斯维加斯照明展上，Philips再次展出了一个OLED镜子的产品，它会自动感应人体的接近与否，自动把周围的OLED光源模组做调整，中间变暗变成具备镜子的效果。成功的将智慧灯具和OLED的概念整合在一起。
作为全球照明市场领导品牌的Philips，押宝OLED的意味非常明显。
但是，OLED应用于照明领域，光效却是一个不小的考验。在显示领域OLED亮度达到100～300cd/cm²就可以得到应用，然而在照明用途中，亮度至少要达到1000～3000cd/cm²。未来几年，OLED与LED在照明领域的此消彼长的速率，将取决于OLED光效追赶的进度。
关键字二：PSS
PSS（Patterned Sapphire Substrate），也就是在蓝宝石衬底上生长干法刻蚀用掩膜，用标准的光刻制程将掩膜刻出图形，利用ICP刻蚀技术刻蚀蓝宝石，并去掉掩膜，再在其上生长GaN材料，使GaN材料的纵向发展变为横向。一方面可以有效减少GaN外延材料的位元错密度，从而减小有源区的非辐射复合，提升内量子效率，减小反向漏电流，提高LED的寿命;另一方面有源区发出的光，经GaN和蓝宝石衬底接口多次散射，改变了全反射光的出射角，增加了倒装LED的光从蓝宝石衬底出射的几率，从而提高了光的提取效率。
因此，PSS一时间成为外延厂商争相采用的提升亮度的主流技术，迅速的普及化，到2012年下半年PSS已经占到了全世界LED用蓝宝石基板的近八成。
而上半年的时候，蓝宝石衬底平片价格跌入低谷，衬底厂商普遍的陷入亏损。而PSS因为市场需求强劲，一时间市场价格超过平片2倍以上，吸引蓝宝石基板厂加码部署，期望以此突破营收亏损的困境。然而随着新增产能逐渐投入使用，PSS价格下降的速度也是惊人之快。
而一些大厂此时已经考虑采用更为先进的nPSS技术，nPSS的pitch不到1um，亮度能比PSS再提升3%到10%。而压印要比蚀刻的成本更低出1美金以上，稳定性及一致性表现也要好。期待靠PSS来拯救颓势的衬底厂恐怕又一次要失望，不过技术进步的路径谁又能猜得到？
关键字三：非蓝宝石衬底
除开CREE成功的商业化SiC衬底之外，人们已经习惯了衬底材料就是蓝宝石了。不过来到2012年，非蓝宝石衬底方案第一次对蓝宝石衬底的地位发起了有威胁的挑战。
最有威胁的挑战无疑来自硅衬底，2012年1月12日，欧司朗宣传在150mm的硅片上成功长出GaN的外延，切成1mm²在350mA下亮度可以达到140lm，该项目是德国联邦教育和研究部资助的“硅上氮化镓”专案的一部分。
而东芝的动作就更快一步，2012年12月中，原来并不涉足封装的东芝直接开卖LED，而芯片正是采用与美国普瑞（Bridgelux）合作的在8吋硅基板上生长的LED芯片。东芝共发布了四款现行产品的规格书，包括一款色温3000K，一款色温4000K及两款色温5000K的LED产品。其中在典型正向电压为2.9V时，350mA驱动色温5000K，显色指数为70的型号为TL1F1-NW0的LED，光效达到110lm/W。
图片来源：OSRAM
图片来源：TOSHIBA
中国厂商晶能光电经过多年在硅衬底领域的耕耘，在2012年推出的发光效率超过120lm/W硅基大功率LED芯片产品，这对渴望自主知识产权的国产芯片是一个极大的利好消息。
在中国工信部公布的2012年第十二届资讯产业重大技术发明评选结果中，晶能光电（江西）有限公司《硅衬底氮化镓基LED材料及大功率芯片技术》专案被评为资讯产业重大技术发明，并纳入《电子资讯产业发展基金专案指南》，享受国家电子资讯产业发展基金专案资金扶持。
而GaN基同质外延也并不示弱，在2012年7月3日，首尔半导体全球首次发布了“npola”，单颗亮度达到500lm，中村修二博士专程去首尔去为发布会站台。而中村博士参与创办的SORAA公司更是以前瞻性的GaN-on-GaN LED技术获得了美国DOE下属的能源转换机构ARPA-E（Advanced Research Projects Agency - Energy）的资助。
而CREE在所谓SC³这种新一代技术平台下，连续推出多款刷新业界光效的量产LED产品，12月更推出XLamp系列MK-R在1W和25°C温度的条件下，可提供高达200 lm/W的发光效率。再次提振SiC衬底LED在光效竞赛中综合实力排头地位。
非蓝宝石衬底方案，不仅仅是一次次为产业界所共同关注，各国政府也都将之作为重要的基础研究而纳入政策视野，入选十大理所当然。
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- 第 1 页：过去一年出现的LED照明十大关键技术盘点
- 第 2 页：神奇的封转技术：共晶
- 第 3 页：基于COB结构基础的MLCOB
近日，这是为了满足消费者需求而展开的至关重要的一步。
Marvell88EM8183LED驱动器因其性能、价格和整体品质成为了我们的最佳选择。Marvell驱动器将所需元件数量减少了近一半，充分借助与利用GSC这一创新平台，支持LED驱动器的开路检测和短路错误保护。
iW7011封装规格：44根引脚、10毫米x10毫米、0.8毫米宽度的QFP封装、针对单层PCB布线的引脚。
iW7011关键特征
·6通道LED驱动控制器、85V（最大）LED电压
·集成DC/DC升压控制器
·10V-28V电压输入范围
·高达300mA的LED电流
·支持2D和3DLCD电视模式
·数字控制扫描模式
·调光控制：14位120Hz直接适应相移PWM或SPI接口PWM调光
定价与供货
iW7011LED驱动器目前正在量产。1000片中样本价格为1.10美元。
， LED目前已迈入第三波成长周期，大举进攻通用照明市场，然而LED封装成本高昂，因此成为Cree、飞利浦、欧司朗等LED厂商戮力降低成本的标靶，促使各LED封装厂纷纷利用覆晶、COB等新兴封装设计提高成本效益，以增强产品竞争力。降低成本突破口：新兴LED封装成焦点
固态照明的制造厂商都在探索封装的基板、类型与成分，以在价格/效能上达到完美平衡。若要求一般大众画一张LED图，看到的很可能依旧是有两支脚，用来做仪器显示的LED。但照亮小型显示器与电脑的LED，其封装技术已大幅演进，与过去的始祖排在一起，民众恐怕都认不出来。今日，LED面临第三波成长周期，其获益的增加将仰赖通用照明需求，因此封装技术需要更高的成本效益。在已封装LED的总成本中，光是封装步骤就占45%，此步骤成为业者的焦点也就不让人意外。
YoleDeveloppement认为，业界欲进一步提升每单位成本的照度，要达到这点有两种做法--增加每个封装产品的效能，以在系统层级减少产品数目，或是降低每单位成本。Yole指出，LED制造商从未如此努力压低成本，因提升每单位成本照度的需求已改变高功率产品的设计哲学。直到去年为止，Yole观察到在大多数情况下，LED制造商努力增加产品效能及产品复杂度，但现在，部分厂商在封装产品时专注于降低成本的设计方法。
增进成本效益，众厂商各有法宝
关于这种转变，其中一个值得注意的例子就是Cree，其将LED晶片放入封装中。过去许多高功率LED厂商的设计趋势是使用垂直式LED，其中的磊晶或碳化硅（SiC）基板已被去除，而LED结构已接在另个载体晶圆上，而一两年前大多数Cree的高功率LED都采用此设计结构。
Cree最新的XLamp高亮度LED的XB-D产品线在2012年1月推出，重新回归先前产品的简单方法--覆晶（Flip-chip）封装。该产品只用了可以保持原先基板的覆晶技术，Cree将SiC外延基板打薄后，对其背面进行表面处理（Texturing），以增加取光效率。对基板进行表面处理并非新技术，许多业者都使用图案化蓝宝石基板（PSS），但Cree用更简单、便宜的设计。该公司在基板上使用类似机械锯齿的工具建立沟槽，这些沟槽的角度可最大化取光效率。而这个做法不但便宜，在产生与发射光源上似乎也极有效率，这在提升每单位成本的照度上是个聪明的设计。
除Cree外，其余厂商如欧司朗与飞利浦，都想要增进成本效益，但其方法各有不同。欧司朗仍使用垂直LED架构、飞利浦依旧偏爱薄膜覆晶，然而他们也去除了蓝宝石晶体、Cree使用不同的覆晶接线技术。虽然飞利浦使用晶球凸点技术，Cree则使用低温溶晶，进一步降低成本，并更能增进接触热阻。至今，Yole依旧未观察到标准化的制造方式。
电视LED产能释放，中功率LED成本下降
在一般照明之前，液晶电视背光照明曾是推动LED销售的主要驱动力，无奈市场拓展状况不如预期，造成电视背板中功率LED供过于求，且一般照明成本大幅增加。中功率LED采用极简塑胶无引线晶片载体（PLCC）封装，除替换固有、须更分散多角度多光源的日光灯管外，Yole认为，这些中功率LED已逐渐打入仅使用高功率LED的市场中，如灯泡或投射灯。
无心插柳造成的好处，显示厂商将特定类型的元件做成不同相关产品的策略，对其十分有益。首先在LED电视领域，套装产品的规格已标准化，这在LED业界十分少见，此举可让经济规模更大。因液晶电视市场不如预期强劲，已有大量的产能投入供过于求的中功率LED，让成本更进一步下降，对一些应用来说，每照度的价格便变得十分吸引人。
成本效益的考量同时也影响LED厂商满足使用者不同光色需求的方法。偏暖光的需求让业者寻找业界广泛使用的钇铝石榴石（YttriumAluminiumGarnet，YAG）外的技术。厂商尝试将一些由氮化镓（GaN）发射器产生冷白光转黄，以取代YAG。Yole认为，YAG及其硅基板仍是首要的封装形式，然而，随着业者的服务多元，调整各种不同色光的高度需求已经出现。
为达到此一目标，厂商们已在光色中用两种方式加入红色元素。第一，在系统层级，制造商可在标准蓝色晶片中加入含YAG萤光粉的红色LED晶片。Cree使用此种方式，把该做法叫「真白」（TrueWhite）技术，欧司朗也是用此一做法。另一种做法可以加入发红光，多半是含氮化物的萤光粉。这种做法可视应用调整，但对高亮度LED来说，若要发出红光，这种萤光粉的生产就十分重要。问题在于氮化物萤光粉仍极昂贵且难以制造，氮化物萤光粉在某些情况下，比YAG萤光粉还贵上十到二十倍。若使用者有日亚化工（Nichia）的授权，即可以使用YAG产生黄色萤光粉。若无，则可以使用硅化合物的萤光物。但以红光来说，市场只由三菱化工与其氮化物萤光粉来主导。
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- 第 1 页：LED成长步入新阶段，封装成为降价突破口
- 第 2 页：本土LED发展状态
随着LED封装技术的不断创新以及国内外节能减排政策的执行，LED光源应用在照明领域的比例日益增大，新的封装形式不断推出。源磊高级工程师欧阳明华表示：“LED在散热、光效、可靠性、性价比方面的表现依然是关注点，如果这些得不到突破，或者未来有LED以外新的产品能够取得突破，那么照明领域选择的可能不会是LED。”COB（Chip on Board）正是在这种背景下业界推出的LED封装产品，相比传统分立式LED封装产品，具备更好的一次散热能力，高密度的光通量输出。本文除了阐述COB的一些特点外，重点从基本原理上探讨如何提高COB的光效，寻求满足照明核心价值点的方法。
COB具备良好散热能力
在设计LED封装结构时，应尽可能降低芯片结温。COB封装芯片的散热途径最短，主要可以将工作中芯片的热量快速传递至金属基板，进而传给散热片，因此COB比传统分立式元件组装具备更好的散热能力。当前COB金属基板的材质选择有铜、铝、氧化铝、氮化铝等，在综合成本、散热能力、防腐蚀等方面上，主要选择铝作为金属基板来制作COB，下图为源磊COB产品结构图。
COB可实现高密度光通量输出
我们在模组化设计使用LED时通常给光源的空间不多，同时又希望在很小的尺寸里有足够高的亮度输出，而在分立元件LED上几乎找不到这一方案，当然有些可能会选择3535陶瓷或其他尺寸小光通量相对高的产品，但都无法与COB或MCOB的高密度光通量输出媲美。于是COB在产品模组化的优势就体现了出来：帮助了模组化设计又保持了较高的光通量。
COB的驱动设计非常灵活，应用端可以结合现有的驱动条件选择COB，满足低压到高压多种方案。
COB三种模块化设计图
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- 第 1 页：打造LED高光效COB封装产品的具体方法详解
- 第 2 页：提升COB光效的方法
近年来因能源短缺，节能议题日趋受到重视，目前的照明设备为达到低功率消耗、寿命长、无污染、启动时间短等需求，已经大量採用高亮度的发光二极体（LED）取代传统的照明光源。LED驱动器则提供恆定电流控制，使得LED维持稳定的发光亮度与饱和的色彩频谱，为了符合工业与节能标準的显示萤幕系统设计，LED驱动器必须具备自动省电特性。
降低LED驱动器 功耗损失为当务之急
LED于讯息萤幕、交通号誌及部分影像萤幕应用上，只有部分时间和区域会被驱动器点亮（图1），汽车测速或限速显示装置的黑色区域是LED熄灭部分；红色及白色则为LED被点亮部分。若是在LED熄灭的区域，LED驱动器还维持在正常运作，只是在不点亮LED的状态下，长时间下来，整面萤幕的功率消耗将会提高，且驱动器寿命减短，无法达到省电的效果。为了达到省电功能，当车辆经过特定路段，LED测速装置会自动点亮并告知驾驶员车速，经过一段时间，若无车子通过，测速装置会自动熄灭，LED不会消耗电流，驱动器即自动进入睡眠模式，如具有省电模式的LED驱动器，在进入睡眠模式后，仅消耗0.1毫瓦以下的功率，可使整面萤幕的平均消耗功率大为降低。而降低驱动器的散热功率也能提升整体的电源效率，方法包括降低电源电流（IDD）、电源电压（VDD）、LED电压（VLED）及输出端耐受电压（VDS）等。透过下列公式运算可得知驱动器的散热功率：
图1 汽车测速或限速显示装置
PSD＝PDN+PDM PSD：系统上全部驱动器的散热功率 PDN：系统上正在运作的驱动器散热功率 其中，PDN=（IDD×VDD）+IOUT×Duty×VDSx16）×N，而N为正在运作的驱动器总数量；PDM：系统上没有运作的驱动器散热功率，其中，PDM＝IDD×VDD×M，而M为没有运作的驱动器总数量。
此外，可透过下列运算式得知驱动器功率损失： PDRVLOSS＝PALLDRV - PUSEDRV PDRVLOSS：未使用到的驱动器功率损失 PALLDRV：所有驱动器的功率消耗 PUSEDRV：正在点亮的驱动器功率消耗 然而，下列数种方法可达到降低功率损失的效果，但相对须付出成本或影响整面萤幕的显示品质。其中，产业界已开发出两种方式：强制性休眠模式（Sleep Mode）及零节能省电模式（0-Power Mode）的LED驱动器，可达到上述省电的需求，且不会有其他负面影响。
传统LED驱动器 省电方式有诸多缺陷
传统LED驱动器省电方式包括低操作电压和R-EXT接脚浮接，其运作塬理如下：
？低操作电压
将整面萤幕上的驱动器操作在允许的最低额定电压以下，如3伏特，透过关係式P＝I×V可知，当供应电压降低，功率消耗亦跟着降低，以达到省电目的。但此方法受到应用条件的限制，当VDD与VLED共用时，若使用蓝光或绿光LED，就需要比较高的电压（图2）。
图2 当VDD与VLED共用时的省电方式
？R-EXT接脚浮接
R-EXT脚位浮接后（图3），将关闭驱动器内部的电流调整器，大约会有50%的省电效果，然而，此方式也会增加系统设计成本和复杂度，且某些IC浮接后可能出现异常。
图3 当R-EXT接脚浮接时的省电方式
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- 第 1 页：能够兼顾显示和成本的创新LED省电方案介绍
- 第 2 页：新LED驱动器的设计优势
韩国ILSUNG公司首席项目主管JongHyunWoo表示：“我们非常亲睐科锐CXA系列产品的易用性和高性能，提高照明环境品质的目的。”
PPG：创新，无线网络技术有着独特优势，中艾电源LED驱动电源厂家
在众多照明应用中，线性LED驱动器是首选的方案，因为它们相对简单，易于设计，且使LED能够以精确的稳流电流来驱动，而无论LED正向压降（Vf）或输入电压如何变化。由于驱动器是线性结构，它们必须匹配应用的功率耗散要求。安森美半导体提供电流范围在10 mA到1 A之间的宽广范围线性LED驱动器方案，包括新颖的线性恒流稳流器（CCR）方案及其它众多线性驱动器方案。
针对低电流LED驱动的线性CCR及应用示例
在电流低于350 mA的许多低电流LED应用中，如汽车组合尾灯、霓红灯替代、交通信号灯、大型显示器背光、建筑物装饰光及指示器等，可以采用普通的线性稳压器或是电阻来提供LED驱动方案。电阻用于限制LED串的电流，是成本最低的方案，易于设计，且没有电磁相容性问题。但是，使用电阻时，LED正向电流由电压确定，在低电压条件下，正向电流较低，会导致LED亮度不足，且在负载突降等暂态条件下，LED可能受损。电阻方案的能效也最低，不利于节能，这在强调高低能耗的应用中尤为不利。此外，电阻方案也存在LED热失控及筛选问题。线性稳压器方案的提供较佳的稳流精度（±2%），支持过功率自调节，也没有EMI问题。这种方案的能效较低，成本适中。
客户需要比普通线性稳压器经济、但在性能上又比电阻高出许多的驱动方案。安森美半导体运用待批专利的自偏置电晶体（SBT）技术，结合自身超强的制程控制能力，推出了新颖的LED驱动方案——NSI45系列线性恒流稳流器（CCR）。与电阻相比，线性CCR在宽电压范围下亮度恒定，在高输入电压时保护 LED，使其免于过驱动，在低输入电压时提供更高亮度。得益于其恒流特性，客户可以减少或消除不同供应商提供的不同LED的编码成本，降系统总成本。 CCR也无EMI问题，采用高功率密度封装，并通过汽车行业AEC-Q101认证。
安森美半导体的CCR包含双端固定输出和三端可调节输出两种类型，电流等级分别涵盖10至350 mA及20至160 mA，阳极-阴极最大电压VAK分别为50 V和45 V。高VAK电压帮助抑制浪涌，保护LED。这系列CCR在电流流动前无电压偏移，其快速导通/关闭特性提供宽范围及精确的脉冲宽调变（PWM）调光能力。市场上没有跟CCR一样的“随插即用”元件，其它元件都需最低0.5 V的电压导通，而不会像CCR一样立即导通（见图1左）。CCR能以外部双极结电晶体（BJT）来提供精确的PWM调光（见图1右），典型PWM调光频率是0.1到3 kHz，调光过程中并无色彩漂移，因为LED始终以最佳的电流导通。
图1： 25 mA的CCR与竞争元件的Ireg-Vin曲线比较（左）；CCR调光应用示例（右）。
CCR带有负温度系数（NTC）功能，在极端电压和工作温度下保护LED免受热失控影响。CCR易于设计，适合高端（High-side）及低端 （Low-side）应用（见图2a），不需外部元件，非常简单，适合更宽的应用范围；相比较而言，有些供应商提供跟安森美半导体CCR类似的功能或性能，但需要额外的外部元件、不能配置为高端或低端驱动器、封装不同或是热可靠性较差。
图2：CCR可灵活用于高端或低端驱动，亦可驱动多串LED。
CCR还能用于驱动多串LED（见图2b和2c），同样是既可用于高端，也可用于低端。图2b显示的是单个CCR驱动多串LED的应用示例，这种配置的成本最低，但不同LED的正向压降必须匹配，且某串LED故障则其它串LED的电流增加，加大故障风险。这种配置中较多功率耗散在单个CCR封装之中。图 2c显示的是多个CCR驱动多串LED，这种配置的保护性能最佳，既不需要匹配LED，某串LED故障对其它串也没有影响，且功率在多个CCR封装中耗散。
除了以单个CCR驱动单串或多串LED，还能并联多个CCR来提供更大电流，驱动单串或多串LED。其中，使用三端可调节输出CCR有助于满足特定电流设置要求，可调节电阻能耗不到150 mW。
图3：并联多个CCR提供更大电流，驱动单串或多串LED。
CCR可以用于直接采用交流电源供电的应用。交流市电输入经过桥式整流后，只需要保证输入电压减去LED串总电压后所剩下的电压不超过CCR的VAK即可。CCR也可用于T8萤光灯管LED替代应用。采用CCR来驱动LED T8灯管（见图4）与采用电子镇流器的萤光灯相比，输入功率更低，功率因子更高，总涟波失真更低，光输出更高。
图4：NSI45090DDT4G CCR在驱动LED T8灯管应用中的电路图。
安森美半导体的NSI45系列CCR包含10、15、20、25或30 mA固定输出版本，60至160 mA的可调节输出版本，以及通过汽车标准认证的20至160 mA可调节输出版本。安森美半导体并提供CCR样品套件和评估板供客户申请试用。
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- 第 1 页：线性LED驱动器方案概览及其典型应用
- 第 2 页：线性LED驱动器的应用
随着照明行业的不断发展、标准白炽灯的废弃和向更节能的紧凑型荧光灯、卤素灯和LED灯过渡的发展趋势，越来越多的功率半导体被用到了照明应用中。
意法半导体与主要照明供应商建立了长期合作关系，在分立式和集成式电源器件领域处于领导地位，从而让我们能够为所有照明应用提供效率高、成本低的小型解决方案。
其中包括工业、住宅、商业、建筑和街道照明。
我们提供了面向以下应用的解决方案
LED灯驱动
面向荧光灯照明的高频镇流器解决方案
面向卤素照明的电子卤素变压器
面向工业HID照明的半桥和全桥 解决方案
调光器应用
意法半导体为从事照明项目的工程师提供了全套元件和评估板。
主要智能产品为：
高压转换器
开关稳压器
功率因数校正IC
功率MOSFET和IGBT
晶闸管和AC开关
超高速和肖特基整流器
8和32位微控制器
变光器
普通调光解决方案一般采用交流控制。 采用我们优化的双向开关三极管 （TRIAC） 系列时，以下方框图便于选择系统每种电路功能的荐用产品。
卤素灯
卤素灯是白炽灯的一种变体，与荧光灯管相比，其产生暖色灯光，且效率高于传统灯丝灯泡。
卤素灯可在市电电压和低电压下工作。 电子变压器通常用于低压操作，因为与传统变压器相比，其尺寸更小、重量更轻、能效更高。
意法半导体提供各种有源元件，实现了高效电子变压器：
双极功率晶体管
超高速整流器
晶闸管和AC开关
电子变压器
高级卤素灯电子变压器具有体积小、重量轻和效率高等特点。 以下方框图便于您在各种推荐的应用产品中进行选择。
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- 第 1 页：意法半导体:LED和普通照明智能解决方案
- 第 2 页：HID氙灯
光二极管（LED）稳坐次世代光源主流宝座已无庸置疑，LED在照明除能取代原有照明光源，更有机会发展广泛多元的创新应用，但亦同时伴随在模组、电源设计、安装场所与散热、寿命等必须克服的新挑战。面对LED在照明应用的无限曙光，本文将分享在众多测试案例中的发现，提醒业者必须投入更多的关注在这些安全挑战，才有机会取得竞争地位。
高功率LED灯具散热挑战重重
随着LED封装技术改进，LED业者亟欲突破亮度障碍，取代高亮度的高强度放电灯源（HID）或白炽灯。
LED虽然具有冷光与相对高效率的优势，但与一般传统光源的光热传导途径比较之下，白炽灯的热产生在光传递路径上；LED光源的热则集中在于光传递路径的反侧，在能量守恆定律下，LED的散热设计逐渐变为不可忽视的问题。
举例来说，作为舞台投射用途的灯源，无论是电灯或白炽灯，至少要达到200瓦以上，换言之，LED光源虽然仅须约60%的耗电量就能够得到与传统光源相同的亮度，但在过程中，80%的能量却是转换为灯具内部的热源，长久积聚不散的热，将会造成以下几点重要问题：
？LED光效率降低
LED的光来自于半导体中，电子电洞结合过程所产生的光能，因此当周围环境温度升高时，电子与电洞的结构容易因为塬子本身的震动增加，而受到阻碍或是破坏，因此会造成LED光强度的降低。
？绝缘的破坏
当LED灯具因散热设计不佳而造成环境温度上升时，作为安全最后一道防线的绝缘聚合物材料，亦受到热劣化的挑战。
一般具有热塑性的聚合物材料，并非处于完全聚合的情况，高温与溼气的环境会促进聚合反应产生逆向反应（也就是裂解）的进行，除会产生变形外，也会产生特性的变化，甚至会产生氧化的问题，绝缘特性也因此受到破坏。
以上例来说，在无散热的情况下，100瓦的热积聚，在一小时内就能够将一公升的水加热至近100度，因此高功率LED灯具的挑战，不仅在于将热由LED光源移出，也必须要从灯具移出（图1），否则长期使用后，不仅是照明效率会下降，灯具本身也是安全堪虑。
图1 LED灯泡须要具备散热设计
除应用在路灯以外，景观、号誌、标示用照明也是LED的激烈战场。
室外用LED灯具的水气与紫外线考验加剧
LED的可调色性是其他光源无法企及的优势，因此受到建筑与设计师的青睐，使用LED灯俨然成为城市先进的象徵。
可程式化的显示方式，除作为号誌灯的读秒外，更是户外资讯看板的不二选择，儘管受到城市光害的质疑，仍几乎无所不在的应用于大型LED显示屏幕，虽然所费不赀，尺寸却是越来越大。放在室外的LED灯具，相对于室内用灯具，散热环境虽然相对较好，但是水气与紫外线的影响却是额外的考验。
？水气造成的功能危害
水气的积聚，对电子商品功能最大的问题就是造成电路短路与产品生锈。虽然纯水导电度低，但只要加上电解质，导电度就会上升，容易造成短路现象。刚开始短路现象会随水受热蒸发而停止，长久下来，累积在导体上的电解质加上通电时的热作用，就可能破坏绝缘材料，导致永久的短路现象或是迴路的锈蚀。
裸露的金属材料如銲点或螺丝、端子也会受到水气的影响产生生锈的情况。一旦发生锈蚀，电阻会提高，或者膨胀的导体也可能彼此连接产生短路，造成安全的危险（图2）。另外有些聚合物材料是透过脱水聚合而成，水气的存在会促使聚合物分解反应的进行，造成聚合物材料的破坏。
图2 进行耐环境污染绝缘性的UL 746A漏电指数测试（CTI）样品
？紫外线对外壳材料的破坏
阳光含有高能量的紫外光，除会晒伤皮肤外，也足够裂解大多数的聚合物材料，UL研究发现，只要将近1，000小时的连续高强度曝晒，就可能导致材料的机械强度产生足够危险的衰煺，以及劣化材料的耐燃性。
下雨天的号誌灯老是故障，户外的LED大型显示幕也往往在阴雨天时出现白线，其实很多时候就是水气的杰作（表1）。
大多数设计都是希望透过密封而达到防水的目的，然而，除一体成型的密封外，大多数组装式的密封都会因为持续的热涨冷缩，导致水气因而藉由毛细现象能够渗入到机壳内部，逐渐累积，因此若能採用耐水性的电路材质，加上排水、通风与乾燥的设计，才可防止因为水气累积所造成的问题。
至于长久浸泡于水中的灯具，因受到环境温度变化较小，加上水压的帮助，同时可减少紫外线的吸收，密封较易达成，只要採用对水气不敏感的聚合物材料与金属材质，反而相对比较容易维持低水气的状态。
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- 第 1 页：如何执行提高LED照明开发难度的灯具设计
- 第 2 页：LED灯具防爆设计至关重要
在众多照明应用中，线性LED驱动器是首选的方案，因为它们相对简单，易于设计，且使LED能够以精确的稳流电流来驱动，而无论LED正向压降（Vf）或输入电压如何变化。由于驱动器是线性结构，它们必须匹配应用的功率耗散要求。安森美半导体提供电流范围在10 mA到1 A之间的宽广范围线性LED驱动器方案，包括新颖的线性恒流稳流器（CCR）方案及其它众多线性驱动器方案。
针对低电流LED驱动的线性CCR及应用示例
在电流低于350 mA的许多低电流LED应用中，如汽车组合尾灯、霓红灯替代、交通信号灯、大型显示器背光、建筑物装饰光及指示器等，可以采用普通的线性稳压器或是电阻来提供LED驱动方案。电阻用于限制LED串的电流，是成本最低的方案，易于设计，且没有电磁相容性问题。但是，使用电阻时，LED正向电流由电压确定，在低电压条件下，正向电流较低，会导致LED亮度不足，且在负载突降等暂态条件下，LED可能受损。电阻方案的能效也最低，不利于节能，这在强调高低能耗的应用中尤为不利。此外，电阻方案也存在LED热失控及筛选问题。线性稳压器方案的提供较佳的稳流精度（±2%），支持过功率自调节，也没有EMI问题。这种方案的能效较低，成本适中。
客户需要比普通线性稳压器经济、但在性能上又比电阻高出许多的驱动方案。安森美半导体运用待批专利的自偏置电晶体（SBT）技术，结合自身超强的制程控制能力，推出了新颖的LED驱动方案——NSI45系列线性恒流稳流器（CCR）。与电阻相比，线性CCR在宽电压范围下亮度恒定，在高输入电压时保护 LED，使其免于过驱动，在低输入电压时提供更高亮度。得益于其恒流特性，客户可以减少或消除不同供应商提供的不同LED的编码成本，降系统总成本。 CCR也无EMI问题，采用高功率密度封装，并通过汽车行业AEC-Q101认证。
安森美半导体的CCR包含双端固定输出和三端可调节输出两种类型，电流等级分别涵盖10至350 mA及20至160 mA，阳极-阴极最大电压VAK分别为50 V和45 V。高VAK电压帮助抑制浪涌，保护LED。这系列CCR在电流流动前无电压偏移，其快速导通/关闭特性提供宽范围及精确的脉冲宽调变（PWM）调光能力。市场上没有跟CCR一样的“随插即用”元件，其它元件都需最低0.5 V的电压导通，而不会像CCR一样立即导通（见图1左）。CCR能以外部双极结电晶体（BJT）来提供精确的PWM调光（见图1右），典型PWM调光频率是0.1到3 kHz，调光过程中并无色彩漂移，因为LED始终以最佳的电流导通。
图1： 25 mA的CCR与竞争元件的Ireg-Vin曲线比较（左）；CCR调光应用示例（右）。
CCR带有负温度系数（NTC）功能，在极端电压和工作温度下保护LED免受热失控影响。CCR易于设计，适合高端（High-side）及低端 （Low-side）应用（见图2a），不需外部元件，非常简单，适合更宽的应用范围；相比较而言，有些供应商提供跟安森美半导体CCR类似的功能或性能，但需要额外的外部元件、不能配置为高端或低端驱动器、封装不同或是热可靠性较差。
图2：CCR可灵活用于高端或低端驱动，亦可驱动多串LED。
CCR还能用于驱动多串LED（见图2b和2c），同样是既可用于高端，也可用于低端。图2b显示的是单个CCR驱动多串LED的应用示例，这种配置的成本最低，但不同LED的正向压降必须匹配，且某串LED故障则其它串LED的电流增加，加大故障风险。这种配置中较多功率耗散在单个CCR封装之中。图 2c显示的是多个CCR驱动多串LED，这种配置的保护性能最佳，既不需要匹配LED，某串LED故障对其它串也没有影响，且功率在多个CCR封装中耗散。
除了以单个CCR驱动单串或多串LED，还能并联多个CCR来提供更大电流，驱动单串或多串LED。其中，使用三端可调节输出CCR有助于满足特定电流设置要求，可调节电阻能耗不到150 mW。
图3：并联多个CCR提供更大电流，驱动单串或多串LED。
CCR可以用于直接采用交流电源供电的应用。交流市电输入经过桥式整流后，只需要保证输入电压减去LED串总电压后所剩下的电压不超过CCR的VAK即可。CCR也可用于T8萤光灯管LED替代应用。采用CCR来驱动LED T8灯管（见图4）与采用电子镇流器的萤光灯相比，输入功率更低，功率因子更高，总涟波失真更低，光输出更高。
图4：NSI45090DDT4G CCR在驱动LED T8灯管应用中的电路图。
安森美半导体的NSI45系列CCR包含10、15、20、25或30 mA固定输出版本，60至160 mA的可调节输出版本，以及通过汽车标准认证的20至160 mA可调节输出版本。安森美半导体并提供CCR样品套件和评估板供客户申请试用。
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- 第 1 页：线性LED驱动器方案概览及其典型应用
- 第 2 页：线性LED驱动器的应用
自从白光发光二极管（LED）于2000年始达到每瓦15～20流明的水準后，各国就开始积极对LED投入研发制造，而相关市场行销、技术评鉴机构及学界，则积极对此极具未来性的产品进行解码，一探其奥秘及商业价值，并陆续提出负面疑问或爆炸性的前瞻预测。
但随着能源短缺、地球暖化、能源材料价格上扬等因素深受各国政府重视，更加速LED的市场热度，其二为随着手机白色背光源于2003年被广泛应用，随即奠定蓝光激发萤光粉产生白光LED在市场的价值，更因LED应用在车尾灯可达到快速反应、减少更换及设计上增加工业产品美学的新思维，渐渐开拓另一个市场应用契机，进而激励相关供应链厂商的研发投入。
虽然在2003年时，LED亮度效能未能达到主照明的需求（表1），但已逐渐让世界注意到LED的未来性及对传统光源的威胁性。
表1 OIDA对于2002～2020年LED效能预估
依照美国光电子工业协会（OIDA）的预测推估，今年即使LED已达到10美元/每千流明，但对于整组灯泡或灯具要达成10美元/每千流明仍相去甚远，尤其加入演色性（CRI）的需求，光源的效能和市场价格将为供应链厂商必须共同解决的一大课题。
虽然LED的应用极为广泛，且各个应用产业会面对不同程度的技术问题，在此仅就照明应用方面提出设计解决方向，以加速LED照明产业整合开发的品质与速度。
LED灯具供应商主导产业规格
要成功开发一款LED照明产品所须注意的事项相当繁琐而复杂，叁至五人的贸易公司或许能带来营业利润，但在世界规範一一制定出炉后，亦拉高进入门槛，同时筛选掉体质不佳的应用小厂，更甚至因为达到普及化的成本结构，使LED照明逐渐朝专业技术和专业代工制造的领导厂商集中。
现今的主要客户更加戮力于探究上游材料、技术深度及整合能力，以做为评估的标準。对于各阶段开发的技术深度及广度，将会是2009～2012年成功迈入LED照明必须完备的工作，因为标準尚未完备，市场的需求决定在供应商能够提供的解决方案。
过半效率取决芯片/封装制程搭配效率
有关芯片开发，从覆晶（Flip Chip）式芯片如飞利浦，垂直（Verticle）式芯片如Cree、SemiLEDs，正负极呈阶梯平面式焊线，完全平面式焊线如日亚（Nichia）、丰田合成（TG）、晶元光电等；再加上粗糙面（Roughness）结构位置，以及形成的方式不同，皆或多或少影响出光效率、出光角、热传导、节点（Tj）温度、固晶材料、固晶方式、硬力拉力推力、焊线参数及结构设计的专利问题。是否了解芯片跟后续封装制程间的关係，决定LED照明产品一半以上的良率，开发LED照明应用就必须了解细部差异，以做为设计上的判断依据，目前没有哪家LED芯片最好，只有最适合的LED芯片才能够达到市场需求的最佳化。
多重因素影响LED封装性能
至于封装开发，在固定单一型式芯片下，众多影响因子决定封装完LED元件的性能、可靠度、寿命是否能禁得起市场考验，其中包括：
？承载基板的设计选择
金属支架、FR4 COB（Chip on Board）型式、低温共烧氧化铝陶瓷、高温氧化铝、氧化铝基板加金属银块或铜块（Slug）、氮化铝基板、铝基板、铜基板、复合机板等材料差异，包括上述材料的机械结构对光、环境（如溼气温度等）结合力之间的相互作用关係。
？光相关的制程设计
固晶焊线区域位置，尺寸的设计，固晶焊线区域，固晶方式（硅绝缘胶、银导热胶、助焊剂、共金焊接等），以及周边材质如金、银、铜、铝、钯银、钯金、高耐热塑胶（PPA）、硅等，封装胶体（黏稠度、折射率、耐温耐候性与相邻材料接着力等）。
？萤光粉的多重混用、波长搭配、浓度搭配、涂布方式、操作时间及沉淀控制。
？色温/电压/亮度/演色性分布
均会影响出光效率、寿命、品质等，然而不同芯片的选用会使所有影响因子势必全部或部分重新再做评估。
光源元件设计/选择不可轻忽
图2 产品机构及模具组装3D建构须充分了解LED光源特性、光机电热，加上电脑对光热模拟分析，才能确保可靠度和效能。
就LED照明而言，到此才决定LED光源元件（图1），接下来还要面对：二次光学透镜、反射镜的设计，达到照明在不同应用需求的光型、光强分布或光学组件材料对环境造成光衰、裂化的考量。此外，模组设计加上电路、电子控制设计、定电流源、调光模组、DMX系统控制模组、部分热传导设计、部分机构设计、组立设计等，必须达到客户功能性的要求，同时对LED光源元件不至于造成加速破坏的条件存在。最后则为热传导（Thermal Conductivity）热硬力及散热设计（Thermal Management），在模组端力求降低LED节点温度，均匀快速的将热集中区分散到各个面，另外则包括安规等绝缘设计考量。
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- 第 1 页：芯片封装技术，LED自主设计的关键
- 第 2 页：灯具设计决定市场定位/获益