白光LED在照明中的技术探讨1.doc

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1、白光LED在照明中的技术探讨LED就是lightemittingdiode,发光二极管的英文缩药，LED光源具有单色性好、寿命长、抗震性好、响应时间短、高效率、低能耗、体积小、重量轻等特点，被广泛地应用于大屏幕、信号灯和景观照明中。对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。目前我国LED在照明领域应用的困难是LED白光光效不高（每瓦只有20流明左右），功率不大（儿十毫瓦至一瓦）、价格贵。但是口光LED的发展前景看好，发光效率将达到1001m/w，单颗的输出功率达到10W,大功率、高亮度LED集成封装技术的研究

2、无疑是LED最终走入照明领域的关键。1白光LED的基本原理表1白光LED的三种典型实现方法abc蓝光LED+黄色荧光粉紫外线LED+红绿蓝三色荧红绿蓝三芯片光粉原理红，绿：基座蓝：InGaN紫外：InGaNAlInGaP（绿），蓝：InGaN荧光粉黄色黄绿色显色指数HID:658090光效lm/W3030问题蓝光和红光比率变化造成颜色的改变紫外光对材料的老化问题类自然光谱白光LED有几种不同的工作原理，表1展示了3种典型的实现方法，这三种技术在照明领域已实现产业化，并将是未来的主流发展方向。表la中的是比较

3、成熟且己商业化的蓝光芯片+黄色荧光粉来获得白光，这种白光成本最低，但是蓝光晶粒发光波长的偏移、强度的变化及荧光粉涂布厚度的改变均会影响口光的均匀度，而且光谱呈带状较窄，色彩不全，色温偏高，显色性偏低，灯光对眼睛不柔和不协调。人眼经过进化最适应的是太阳光，口炽灯的连续光谱是最好的，色温为2500K,显色指数为lOOo所以这种白光还需要改进，比如加多发光过程来改善光谱，使之连续且足够宽。表lb中的是紫外光或紫光芯片+红、蓝、绿三基色荧光粉来获得白光，发光原理类似于日光灯，该方法显色性更好,而且UV-LED不参与

4、白光的配色，所以UV-LED波长与强度的波动对于配出的口光而言不会特别地敏感，并可由各色荧光粉的选择和配比，调制出可接受色温及演色性的白光。但同样存在所用荧光粉有效转化效率低，尤其是红色荧光粉的效率需要大幅度提高的问题。这类荧光粉发光稳定性差、光衰较大、配合荧光粉紫外光波长的选择、UV-LED制作的难度及抗UV封装材料的开发也是需耍克服的困难。表lc中的是利用三基色原理将RGB三种超高亮度LED混合成口光，该方法的优点是不需经过荧光粉的转换而直接配出白光，除了可避免荧光粉转换的损失而得到较佳的发光效率外，更

5、可以分开控制红、绿、蓝光LED的发光强度，达成全彩的变色效果（可变色温），并可由LED波长及强度的选择得到较佳的演色性。但这种办法的问题是绿光的转换效率低，混光困难，驱动电路设计复杂。2白光LED在照明中的技术困难对于白光LED的开发课题来说，不仅是亮度的提高，包括•均一性、演色性、长寿命化等等多个方面也都是需要强化与努力的，在过去，模拟白光的LED由于无法解决颜色的问题，所以产业界不断地提出各式各样的技术和材料，然而在口光的这个领域中成为研发焦点的，并非是LED芯片本身的效能，而是包括模块技术、封装技术，

6、以及荧光粉和封装材料等等的问题才是重点。2.1提高光输出功率是重要课题白光LED的制造技术，从以往的蓝色LED和黄色YAG荧光粉组合成仿真白光，朝向各种不同的方向不断努力发展。以前的制造方法导致LED发光的均一性低、封装材料寿命短、更没有可耐久使用的LED特色、红色（R）及绿色（G）的成分少使得演色性下降等问题。此外对于白光LED的应用来说，不仅仅是一般照明用灯，应用包括•已经扩展到移动电话用的背光、键盘背光、照相机的闪光灯、LCD-TV背光、汽车用的头灯，医疗用灯等等，所以随着应用范围的日益广泛,生产出适

7、合不同领域的白光技术，就变得相当重要也是大家所关心的发展趋势。这些年来，白光LED的发光效率本身确实有所上升。根据LED照明推进协会（JLEDS）的蓝图，白光LED发光效率将有机会达到1001m/W,所以相当多的业者依照这样的期望加速开发出高于蓝图规格的新一代白光LED产品出来。以目前的制程与材料技术来看，白光LED的基板材料己经朝向采用GaN材料，来代替蓝宝石或SiC來做为芯片，期望藉此能够大幅度的提升内部量子效率，因为注入电子数相对应放出光子数的外部量子效率，是由内部量子效率和光的输出功率的乘积所决定，

8、在材料特性的关系下，因此产业界都对于GaN基板抱有很大的期待。不过虽然GaN材料具有高度的内部量子效率的特性，但是由于GaN基板的高成本关系，使得成本成为大量采用GaN材料做为基板的最大瓶颈，因此普及化的可能性在目前来说依旧不明朗。与此同时，另一方而由于期望藉由封装技术的进步来提高外部量子效率，LED业者止全力捉高光的输出功率，所以如何降低LED芯片的光损失，就成了努力的目标，不断的对封装技术提出更先进的期望耍求