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1、白光led現(xiàn)狀
上個世紀末,GaAIInP四元系和GaN材料的成熟利用帶動了白光LED的快速發(fā)展,至本世紀初,白光LED它突破了技術(shù)的束縛,擁有各種顏色,實現(xiàn)了批量生產(chǎn)。LED有機氣相外延和分子束外延技術(shù)在生產(chǎn)中引進 (MOCVD和MBE),使得LED亮度和色彩飽和度大大提高。MOCVD該技術(shù)屬于材料生長技術(shù),可生長成單原子層厚度的完整晶體,在材料生長中也采用了價格制膜層厚度控制技術(shù)MBE,定向控制芯片結(jié)構(gòu),可批量生產(chǎn)多量子陷阱等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。LED有不同的顏色,比如GaAllnP紅、綠光等,同時LED亮度也很高。近年來,白光響應(yīng)了低碳經(jīng)濟的號召LED以高能效優(yōu)勢成為重要光源,同時也吸引了半導(dǎo)體市場的關(guān)注,所以出現(xiàn)了更多LED與半導(dǎo)體企業(yè)合作的案例徹底改變了LED光源生產(chǎn)模式。
早在十多年前,中國政府就啟動了國家半導(dǎo)體照明工程計劃,開始深入探索半導(dǎo)體照明技術(shù)。因此,中國是白光LED行業(yè)開始引進高新技術(shù),積極探索突破關(guān)鍵困難,盡快掌握核心技術(shù)。近十年來,中國白光LED全彩和超高亮度已經(jīng)實現(xiàn),并建立了一個完整的LED工業(yè)。目前,白光LED白光覆蓋了社會的各個領(lǐng)域LED與人們的生活息息相關(guān),白光
LED白光的功能不僅是照明,也是許多行業(yè)的重要組成部分LED出現(xiàn)在電視、手機、汽車照明、高精度儀器等領(lǐng)域,奠定了白光LED良好的發(fā)展趨勢。
2、白光LED存在的問題
2.1白光質(zhì)量需要改進,參數(shù)設(shè)計需要標準化改進
所謂白光LED,需要調(diào)整各種顏色,以發(fā)出所需的白光,這表明各種顏色光的混合比非常重要。為了確保白光的質(zhì)量,通常使用顏色坐標、顏色顯示指數(shù)等參數(shù)進行評估。如果光的混合比設(shè)計不當,或隨著芯片等設(shè)備的老化,LED白光可能會發(fā)生變化,不能滿足既定的設(shè)計要求,從而影響正常使用。但事實上,由于色溫和顯色指數(shù)控制效果差,更容易出現(xiàn)LED白光不符合要求。此外,由于白光LED多照明光源,必須提高設(shè)計要求,保證設(shè)計的嚴謹性,然后控制白光LED發(fā)光質(zhì)量。
2.需要提高光通量和發(fā)光效率。需要設(shè)計大功率芯片
在發(fā)光效率方面,白光LED與白熾燈相比,效率更高,但其發(fā)光效率低于熒光燈和節(jié)能燈光源;在光通量方面,白光LED光通量較少,遠低于白熾燈、熒光燈和節(jié)能燈。這些問題限制了白光LED所以要對白光進行使用范圍LED改進。首先要給白光。LED改進芯片,設(shè)計大功率芯片,同時保證高質(zhì)量、大尺寸的芯片,這樣才能提升內(nèi)量子效率,進而增加發(fā)光功率。但是,發(fā)光功率增加,必然會帶來熱量增加問題,進而導(dǎo)致芯片老化加速,因而要深入研究光能和熱能的轉(zhuǎn)化問題。同時,由于白光LED多為多個LED燈泡組裝使用,也使用LED 熱量也會聚集在一起,所以一定要LED組裝散熱問題,既能保證發(fā)光效率的提高,又能保證白光LED穩(wěn)定性。
2.3.需要提高工作壽命,提高產(chǎn)品可靠性
雖然我國自主生產(chǎn)的白光LED壽命長,但與節(jié)能燈相比差別不大,不能突出白光 LED優(yōu)勢。理論上,白光LED使用壽命應(yīng)遠高于節(jié)能燈,但是LED但在實際工作中卻達不到應(yīng)有的壽命。為此,中國LED研究人員應(yīng)注意優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計,改進白光LED實際壽命。國外白光LED我國對老化機制的研究較多,可以LED設(shè)計提供了一些啟示。我國LED產(chǎn)品傾向于大功率發(fā)展,老化問題更嚴重,因此老化機制的研究更加迫切。
2.4熒光粉需要改進,需要促進新產(chǎn)品
盡管我國白光LED發(fā)展迅速,但受藍光芯片設(shè)計制造能力的限制,我國白光LED 該產(chǎn)品只能占據(jù)中低端市場。在藍光芯片設(shè)計中,熒光粉是一種重要的發(fā)光材料,其作用是負責(zé)將藍光轉(zhuǎn)換為黃光,而中國藍光芯片的熒光粉發(fā)光效率不高。因此,在促進芯片更新和優(yōu)化的過程中,也要注意選擇更穩(wěn)定的熒光粉質(zhì)量,以提高轉(zhuǎn)換效率。紫外線激發(fā)的熒光粉得到了國內(nèi)外研究人員的肯定。中國可以深入研究這一方向,盡快開發(fā)新的白光LED產(chǎn)品。
3、結(jié)語
白光LED作為一項重要的半導(dǎo)體科研成果,在促進我國照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。因此,我國應(yīng)提高芯片設(shè)計制造能力,促進芯片設(shè)計制造能力LED產(chǎn)業(yè)走向高端。同時,我國半導(dǎo)體研究人員也應(yīng)針對白光LED積極研究和討論技術(shù)問題,努力盡快解決白光問題LED使我國成為問題LED技術(shù)成為世界LED產(chǎn)業(yè)中的領(lǐng)先者。