LED工藝技術(shù)與實現(xiàn)白光LED的方法

1、LED工藝技術(shù)與實現(xiàn)白光LED的方法2005-6-6 19:33:46在最近幾年，LED的技術(shù)取得重大進展，并因其價格和結(jié)構(gòu)方面 的廣闊開展空間，使得它能夠向傳統(tǒng)的光源發(fā)起挑戰(zhàn)，因此也成為 照明行業(yè)的一個熱點。鑒于LED工藝技術(shù)與傳統(tǒng)的制燈工藝技術(shù)顯著不同，因此根據(jù)國內(nèi)外的有關(guān)雜志中節(jié)選了有關(guān)LED工藝技術(shù)的 評論，供有關(guān)同行參考。一、LED工藝技術(shù)的基本介紹為了制造發(fā)光的P-n結(jié)型晶體，采用了III-V和II-W層的半導體材 料，該材料是由培育層、窗口、內(nèi)反射器等組合。晶體為零級水平 的產(chǎn)品，封裝的晶體、開關(guān)觸點、反射器、熱拆卸裝置、密封件 等稱為發(fā)光等或一級水平產(chǎn)品。在簡化的模式中，光發(fā)生

2、在晶體內(nèi)向P-n結(jié)過渡時，此過程的 效能稱為內(nèi)量子效率。它由材料的質(zhì)量（雜質(zhì)、缺陷等）所決定， 而且還由結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)層決定。材料系統(tǒng)的特性決定于波長（顏色）， 但是，并非產(chǎn)生在晶體內(nèi)的光全部發(fā)射到外部，這取決于晶體的光 學特性（折射系數(shù)、內(nèi)部吸收、幾何尺寸）。從晶體及其周圍的晶 體組發(fā)出的光稱為出射效率。總效率是內(nèi)部量子效率與出射效率的 乘積。獨立的智能燈光場景構(gòu)建方案（圖）1995年前，LED工藝技術(shù)的定位在于信號裝置中的應用，其主要參數(shù)為亮度。1995年后，不但對光效，還對光通量給予更大的 關(guān)注。因此，有必要對LED的這些參數(shù)與光源類似的參數(shù)進行比擬。 首先LED發(fā)出的光與傳統(tǒng)光源不同的是有

3、很強的方向性。為了得到 對照值，傳統(tǒng)光源需要輔助光學器材，從而說明了有附加損耗。與 傳統(tǒng)照明系統(tǒng)效率有關(guān)的有效光通量為燈光通量的50% 75%。其次，LED的多數(shù)參數(shù)與5 mm直徑的裝置有關(guān)。LED通常在晶體內(nèi)的尺寸約為0。1 mm,并按20mA計算。光效為151m/w的5 mm的LED的光通量約為11m。對于這樣的 電流和光通量不需要太嚴格的熱條件。對于照明來說，通常需要幾 百到幾千個5 1nm的LED來代替常用的光源。因此，LED燈具應是一個集合的裝置，它包含有大量的單個LED,該LED具有適當?shù)碾姎狻⒔^熱和機械參數(shù)，到達二級水平產(chǎn)品。當采用標準的5 nlm LED時， 二級水平產(chǎn)品的尺寸

4、變得極大，而且與費用無關(guān)。因此，為使照明中采用LED,所需的工藝技術(shù)與標準5 mm輻射器有本質(zhì)區(qū)別。為使二級水平產(chǎn)品的尺寸和價格保持在可接受的框架內(nèi)，照明中的二極管的數(shù)量必須減少，而單個LED發(fā)出的光應增長10-100 倍。為了實現(xiàn)此目標，需要增大晶體的尺寸和輸出電流值。這樣強大的LED在1997年首次由HP公司推出。從本質(zhì)上看，LED與傳統(tǒng)光源的基本區(qū)別是：LED （二級水平）具有光強分布曲線的性能和 具有在常用燈具中燈與光學器件組合情況下的光通量。二、LED工藝技術(shù)與白光LED發(fā)出似是而非的單色光，在帶顏色光照明裝置中，與多數(shù)傳 統(tǒng)光源相比擬，由于其較高的動力效能，認為顏色光是較好的。但

5、在用LED代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源前，必須確定白光LED應到達的必要效率水 平和質(zhì)量。由于輻射藍-綠光譜成份的GaN的LED空前進展，白光的燈具有遠大的前景。有兩種方法可以實現(xiàn)白光LED:一種是將單獨輻射紅、綠、藍色光的LED混合（稱為RGB）; 另一種是將帶熒光粉輻射的GaN藍色輻射組合，它可使藍色光局部 變?yōu)殚L波輻射，并與剩余的藍色光結(jié)合而發(fā)出白色光。無論是第一 種或是第二種方法均可獲得含有二種顏色成份的白色光；具有三種 顏色成份的可得到高質(zhì)量顏色（Ra為80-90）,為此，利用熒光粉 的工藝技術(shù)使用二種不同的成份，還有中間的方案。RGB法理論上較為有效，但需要輔助光學器件，從而導致效率 降低和系統(tǒng)價格的提高。帶熒光粉的問題簡單，它與熒光粉效率有 關(guān)，它可變成一種RGB系列。但是，這兩種工藝技術(shù)間的主要區(qū)別 在于，RGB法可以混合顏色，此時的熒光粉是有穩(wěn)定性能。與熒 光粉不同，RGB法在照明領(lǐng)域開辟了新的可