LED工艺技术与实现白光LED的方法

1、LED工艺技术与实现白光LED的方法2005-6-6 19:33:46在最近几年，LED的技术取得重大进展，并因其价格和结构方面 的广阔开展空间，使得它能够向传统的光源发起挑战，因此也成为 照明行业的一个热点。鉴于LED工艺技术与传统的制灯工艺技术显著不同，因此根据国内外的有关杂志中节选了有关LED工艺技术的 评论，供有关同行参考。一、LED工艺技术的基本介绍为了制造发光的P-n结型晶体，采用了III-V和II-W层的半导体材 料，该材料是由培育层、窗口、内反射器等组合。晶体为零级水平 的产品，封装的晶体、开关触点、反射器、热拆卸装置、密封件 等称为发光等或一级水平产品。在简化的模式中，光发生

2、在晶体内向P-n结过渡时，此过程的 效能称为内量子效率。它由材料的质量（杂质、缺陷等）所决定， 而且还由结构和生产层决定。材料系统的特性决定于波长（颜色）， 但是，并非产生在晶体内的光全部发射到外部，这取决于晶体的光 学特性（折射系数、内部吸收、几何尺寸）。从晶体及其周围的晶 体组发出的光称为出射效率。总效率是内部量子效率与出射效率的 乘积。独立的智能灯光场景构建方案（图）1995年前，LED工艺技术的定位在于信号装置中的应用，其主要参数为亮度。1995年后，不但对光效，还对光通量给予更大的 关注。因此，有必要对LED的这些参数与光源类似的参数进行比拟。 首先LED发出的光与传统光源不同的是有

3、很强的方向性。为了得到 对照值，传统光源需要辅助光学器材，从而说明了有附加损耗。与 传统照明系统效率有关的有效光通量为灯光通量的50% 75%。其次，LED的多数参数与5 mm直径的装置有关。LED通常在晶体内的尺寸约为0。1 mm,并按20mA计算。光效为151m/w的5 mm的LED的光通量约为11m。对于这样的 电流和光通量不需要太严格的热条件。对于照明来说，通常需要几 百到几千个5 1nm的LED来代替常用的光源。因此，LED灯具应是一个集合的装置，它包含有大量的单个LED,该LED具有适当的电气、绝热和机械参数，到达二级水平产品。当采用标准的5 nlm LED时， 二级水平产品的尺寸

4、变得极大，而且与费用无关。因此，为使照明中采用LED,所需的工艺技术与标准5 mm辐射器有本质区别。为使二级水平产品的尺寸和价格保持在可接受的框架内，照明中的二极管的数量必须减少，而单个LED发出的光应增长10-100 倍。为了实现此目标，需要增大晶体的尺寸和输出电流值。这样强大的LED在1997年首次由HP公司推出。从本质上看，LED与传统光源的基本区别是：LED （二级水平）具有光强分布曲线的性能和 具有在常用灯具中灯与光学器件组合情况下的光通量。二、LED工艺技术与白光LED发出似是而非的单色光，在带颜色光照明装置中，与多数传 统光源相比拟，由于其较高的动力效能，认为颜色光是较好的。但

5、在用LED代替传统光源前，必须确定白光LED应到达的必要效率水 平和质量。由于辐射蓝-绿光谱成份的GaN的LED空前进展，白光的灯具有远大的前景。有两种方法可以实现白光LED:一种是将单独辐射红、绿、蓝色光的LED混合（称为RGB）; 另一种是将带荧光粉辐射的GaN蓝色辐射组合，它可使蓝色光局部 变为长波辐射，并与剩余的蓝色光结合而发出白色光。无论是第一 种或是第二种方法均可获得含有二种颜色成份的白色光；具有三种 颜色成份的可得到高质量颜色（Ra为80-90）,为此，利用荧光粉 的工艺技术使用二种不同的成份，还有中间的方案。RGB法理论上较为有效，但需要辅助光学器件，从而导致效率 降低和系统价格的提高。带荧光粉的问题简单，它与荧光粉效率有 关，它可变成一种RGB系列。但是，这两种工艺技术间的主要区别 在于，RGB法可以混合颜色，此时的荧光粉是有稳定性能。与荧 光粉不同，RGB法在照明领域开辟了新的可