白光led技术发展演进近况

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1、■　　光電半導體白光LED技術發展演進近況近來單顆大功率LED的發光效率與光通量的記錄不斷的推升，各大廠宣示在照明用大功率LED晶片的地位也十分明顯，其技術演進也牽動著照明相關業者的目光。郭子菱／呂紹旭繼1993年日本Nichia成功開LED是半導體元件，具有壽由於白色LED燈泡具有上述多發出高效率藍光LED，讓全命長之特性，由電轉換為光的效項優點，可望在二十一世紀取代鎢彩化LED產品可以實現後，1993率高，耗電量少；同時發光二極體絲燈和水銀燈，成為兼具省電和環年GaN系的藍光LED被開發出來，元件是一種極小的發光源，所以保概念的新照明光源

2、，也因此被喻正式啟動白光LED成為業界追求目可配合各種應用設備的小型化。為「綠色照明光源」。標。1996年Nichia率先推出白光白色LED與一般照明比較，除了省目前白光主要生產方式LED，而後投入業者慢慢增加，包電外（用電量是一般燈泡的八分「白光」通常是指一種多顏色括Osram、Agilent、GELcore及之一至十分之一，日光燈的二分的混合光，而人眼可以看到的白色Sumitomo等都已加入量產行列，近之一），還有壽命長（號稱可達光至少由二種以上波長的色光所混年來廠商不斷提升LED發光效率，10萬小時以上）、發熱量低（熱合而成，如表1所示

3、。使高亮度LED應用領域已跨足到高輻射少）、反應速度快（可高頻操效率照明光源市場。作），安全又環保（無汞污染）。像是藍光加黃光可得到二波長的白光，或是藍光、綠光及紅光混表1　白光LED種類合後，可得到三波長的白光。目前藍色GaInN+YAG主要產生白光的方式大致可區分為單晶粒二波長型藍色ZnSe+基板下列三種：雙晶粒藍色GaInN+藍、綠、琥GaP(1)、以紅、綠、藍三種LED白光LED紅、藍、綠光1ChipLED調整其各別亮度來達到白光，藍、單晶粒三波長型紫外光Chip+紅、藍、綠螢光粉綠、紅的亮度比為1：3：6或1：多晶粒紅、藍、綠光LE

4、D，3Chips組成3：7左右。或者只利用紅、綠或資料來源：PIDA藍、黃兩顆LED調整其各別亮度來發出白光。圖1　藍光GaInN配合YAG螢光粉之白光LED結構示意圖以此方式形成的白光LED具有高發光效率及高演色性的優勢，不過因為藉由不同顏色晶粒，磊晶材料有所差異，電壓特性也隨之不同，導致混光和控制線路設計複雜，且成本較高，較不容易推展。(2)、利用藍光GaInN的資料來源：http://www.lightemittingdiodes.orgLED去激發黃色螢光粉（Yttrium34光連雙月刊．2007／11．72期Optoeletroni

5、cssemiconductorcomponentAluminumGarnet；YAG）或利用光LED發光波長會隨溫度提升而改雖說藍光LED加黃色螢光粉是綠光的GaInN激發紅色螢光粉。變，因此會產生白光顏色不易控制現階段市場主流，但是為排除專利1996年日本Nichia推出的白光LED的情形，另外，紅色光譜較弱，有權問題，以藍光LED加綠色及紅色即是以藍光LED激發黃色YAG螢光演色性較差現象。螢光粉，或是UVLED加螢光粉的粉而成，為現階段市場最多採用的方式已開始吸引業者投入研發，並(3)、利用紫外光GaN的LED製造方法。尋找出多種可行性

6、的搭配，如圖2所去激發紅、綠、藍三色螢光粉來產示。圖1為以此方式產生的白光生三波長之白光。三波長白光LEDLED結構示意圖，在藍光LED晶片有高演色性、低成本等優點，但發就整體表現來看，UVLED除的外圍填充混有黃光YAG螢光粉的了沒有專利權的阻礙較小外，具有光效率卻不足的問題。光學膠體，此藍光LED晶片發出的低成本以及高演色性（CRI較YAG紫光LED+螢光粉－蓄勢待發藍光波長為400〜530nm，利用藍高）等優點，並可與其他任何螢光光LED晶片發出的光線激發黃色螢以藍光LED加螢光粉產生白光粉搭配。不過其發光效率較差的問光粉產生黃光，同時

7、發射出部份藍為目前業界中較為成熟之技術，且題仍有待克服，另外，UV發光波長光，此部份藍光混合黃光後，即形成本、壽命、亮度，及可靠度等也若為368nm則會有UV外漏的疑慮，成二波長的白光。都較有優勢，不過，專利權幾乎被且Epoxy（環氧樹脂）能否耐UV，以此種藍光LED晶片與黃色日系廠卡死，因此業者以取得授權避免黃化問題，也是另一項考驗。或交叉合作的方式，來提升技術及螢光粉組合而成之白光LED，會產近期日本理化學研究所與埼生一些缺點。例如：發光光譜大部產品效能。在授權方面，以Nichia玉大學共同開發出波長227.5nm份為藍光，會有色溫偏高與

8、不均勻及Osram為兩大授權陣營或交叉合的UVLED，但目前輸出功率只有等現象。因此必須提高藍光及黃光作重心，而Nichia與Osram彼此交0.02μW。此外，這