白光LED現狀與存在的問題思考
文章來源:恒光電器
發布時間:2015-07-27
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LED 出現較早，但是其快速發展需要追溯到上世紀末期，美國、日本、德國等國家競相展開LED 和半導體技術的研究，推進了LED 快速的發展。
1992 年出現了GaAllnP 黃色LED，1993 年Nichia 公司（日本），對LED 的技術和材料進行了革新，奠定了現代LED 的基礎，LED燈管，促進了全彩化的誕生。如今，白光LED 已經具有超高的亮度，其器件結構也發生了很大改變，LED 的超高亮度和豐富色彩，促進其應用在社會各行業及產業中。
1、 白光LED 現狀
上個世紀末期， led室內照明，GaAIInP 四元系和GaN 材料的成熟利用，帶動了白光LED 的快速發展，至本世紀初，白光LED 已經突破了技術的束縛，擁有了各種各樣的顏色，并實現了批量生產。此外，LED 生產中引進有機物氣相外延和分子束外延技術(MOCVD 和MBE)，使得LED 的亮度和色彩飽和度得到了很大提升。MOCVD 技術屬于材料生長技術，可以生長成單原子層厚度的完整晶體，同時在材料生長中也利用了價制膜層厚度控制技術——MBE，實現了對芯片結構進行定向控制，可以批量生產出多量子阱等復雜的結構。如今LED 已經擁有了不同的顏色，如GaAllnP 紅、綠光等，同時LED 也具有了超高的亮度。近年來，響應低碳經濟的號召，白光LED 以高能效的優點成為了重要的光源，同時也吸引了半導體市場的注意力，因而出現了較多LED 企業與半導體企業合作的案例， led亮化工程公司，徹底改變了LED 光源的生產模式。
我國政府早在十多年前， LED置換工程，就啟動了“國家半導體照明工程”計劃, 開始深入的探索半導體照明技術。因而，我國白光LED產業開始引進高新技術，并積極探索爭取攻破關鍵難點，盡快掌握核心技術。近十年來，我國白光LED 已經實現了全彩化和超高亮度，并建立起了一個完整的LED 產業。目前，白光LED已經覆蓋社會各領域，白光LED 已經與人們的生活緊密的聯系在一起，白光LED的功能不僅是照明，電工照明，還是很多行業的重要元件，白光LED 的身影出現在電視、手機、汽車照明、高精度儀器等領域中，奠定了白光LED 的良好發展態勢。
2、 白光LED 存在的問題
2.1 白光質量有待提高，需規范改善參數設計
所謂白光LED，需要對多種顏色進行調整，從而使其發出需要的白光，由此可知，多種顏色光的混合比例是非常重要的。為了保證白光的質量，通常采用一些參數進行評價，如色坐標、顯色指數等。若光的混合比例設計不當，或隨著使用芯片等器件的老化，LED 的白光可能出現變化，達不到既定的設計要求，進而影響正常使用。但是事實上，由于對色溫、顯色指數的控制效果不佳，較容易出現LED 白光不符合要求的現象。此外，由于白光LED 多作照明光源，因而必須提高設計要求，保證設計的嚴謹性，進而控制好白光LED 的發光質量。
2.2 光通量和發光效率有待提高，需設計大功率型芯片
在發光效率方面，白光LED 與白熾燈相比效率較高，但是其發光效率低于熒光燈、節能燈類光源；在光通量方面，綠色照明，白光LED 光通量較少，遠遠低于白熾燈、熒光燈、節能燈。這些問題限制了白光LED 使用范圍，因此要對白光LED 進行改進。首先，要給予白光LED 的芯片進行改進，設計大功率型的芯片，同時要保證芯片高質量、大尺寸，這樣才能提升內量子效率，進而增加發光功率。但是，發光功率增加，必然會帶來熱量增加問題，進而導致芯片老化加速, 因而要深入研究光能和熱能的轉化問題。同時，LED天花燈，由于白光LED 多為多個LED 燈泡組裝使用，所以也使LED 熱量也會聚集在一起，因而必須要LED 組裝的散熱問題，這樣才能既保證發光效率提高，有保障白光LED穩定性。
2.3 工作壽命有待提高, 需提升加強產品可靠性
雖然我國自主生產的白光LED 壽命較長，照明資質，但是與節能燈等相比差異不大，無法凸顯白光LED 的優勢。理論上，白光LED的壽命應遠遠高于節能燈，但是LED 實際工作中卻達不到應有的壽命。為此，我國LED 研究者，要注意優化產品設計，技術資訊，提升白光LED 的實際壽命。國外對白光LED 老化機理的研究較多，可以為我國LED 設計提供一些啟示。當前，LED照明企業，我國LED 產品趨向于大功率方向發展，老化問題也更加嚴重，家用照明，因而老化機理研究也更加迫切。
2.4 熒光粉有待改善, 需促進新產品
雖然我國白光LED 發展較快，LED照明品牌，但是受藍光芯片設計制造能力的制約，設計，導致我國白光LED 的產品只能占有中低端市場。在藍光芯片設計中，熒光粉是重要的發光物質，其作用是負責芯片發出藍光轉換成黃光, 而我國藍光芯片的熒光粉發光效率并不高。因而，LED筒燈，在推進芯片更新和優化的過程中，也要注意挑選更加穩定的熒光粉品質，以提高轉換效率。目前，恒光電器,照亮您的生活，紫外線激發的熒光粉受到國內外研究者的肯定，我國可以深入該方向進行研究，盡快開發出新的白光LED 產品。
3 、結語
白光LED 作為重要的半導體科研成果，對我國照明行業的發展具有強大的推動作用，因而我國要提升芯片設計制造能力，推進LED 產業走向高端化。同時，我國半導體科研人員，也要針對白光LED 技術存在的問題，積極進行研究和探討，爭取盡快解決白光LED 的問題，使我國LED 技術成為世界LED 產業中的領先者。
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