LED应用优势及存在问题

　　理论上LED的发光效能可以高达200lm/W以上，而现有的白光LED则只有70lm/W左右，与节能型荧光灯相比还有一定差距;而且其价格与传统光源相比也有很大的劣势。

　　因此如何尽快把LED的优势真正发挥出来也就成为现在相关从业人员所必须要面对的技术难题。而要真正开拓出一个全新的半导体照明时代，我们还要从以下几个方面努力攻克技术难题以及进一步规范半导体照明市场。

　　3.1、LED芯片

　　芯片是LED的核心，它的内部量子效率的高低直接影响到LED的发光效能，非辐射复合率则决定着芯片产热的大小。可以说只有制造出具有良好质量的LED芯片，才可能有性能优越的LED光源。

　　为了能够尽量提高内部量子效率以及减少无辐射复合率，主要从两个方面来改善芯片质量，也就是选择合理的芯片结构和控制芯片的缺陷密度。

　　LED芯片的结构有单异质结构、双异质结构以及量子阱结构等，它对发光效率具有很大的影响。目前使用最为广泛且最有效率的芯片结构为多量子阱结构(Multi-QuantumWellStructure)。

　　对于LED而言，外延片与衬底的晶格常数以及热涨系数是否匹配、外延片制备工艺等都会直接影响晶格的缺陷密度。这些缺陷可能在某些条件下，特别是对于Ⅲ-氮的发光可能有利，但是就大部分情况而言，因为这些缺陷的存在，会缩短芯片的连续工作寿命，减少载流子密度进而降低发光输出，以及可能成为无辐射复合中心。

　　因此如何选择合理的芯片结构，了解晶格缺陷对LED芯片发光的影响机理从而更好地控制不利缺陷的产生，也就成为了当前我们所必须面对的重要课题之一

　　3.2、封装与散热

　　LED的封装必须要处理好：应该尽量减少光线在LED内部全反射，增加衬底基板反射率，从而使尽量多的光线能够透射出来，提高LED的外部量子效率，也就是增加LED的发光效能。现有技术包括衬底剥离技术(Lift-off)、Flip-Chip技术等。

　　还应该选择新型的封装材料，以减少因为紫外线照射而引起的封装材料发黄等带来的颜色变化。

　　LED的散热问题是影响LED驱动电流提升的一个重要因素。根据下列公式：

　　TJ=TA+PD(θJ-P+θP-A)=TA+PDθJ-A

　　其中，TJ——p-n结处的温度;

　　TA——环境温度;

　　PD——耗散功率;

　　θJ-P——结点与阴极插头之间的热阻;

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　　bsp; θP-A——阴极插头与空气之间的热阻;

　　LED芯片结点处的温度TA直接影响到LED的寿命，因此LED的散热能力强弱就限制了LED功率的大小，以及安装使用环境的温度。

　　3.3、白光LED

　　如何能制备出具有高显色性、高发光效能的白光LED，是LED能够在一般照明中广泛使用的一个前提。对于白光LED而言，发光效能、显色性以及成本都决定着它在照明市场中的竞争力。当前制备白光LED的方法可以分为三种：红、绿、蓝(RGB)多芯片组合白光技术，单芯片加荧光粉合成白光技术以及MOCVA直接生长多有源区的白光LED技术。

　　几种技术相比而言，除了正在处于研究探索阶段的MOCVA直接生长多有源区的白光LED技术外，虽然RGB型LED具有发光效能高、显色性好等优点，但是三种芯片性能的不同，使得它们因驱动电流或温度等因素的影响而发生色漂移，影响照明稳定性。

　　而对于单芯片加荧光粉合成白光技术，又分为了蓝光芯片与黄光荧光粉型LED和紫外线LED加RGB荧光粉LED。蓝黄光LED缺失红光部分，因而有很难发出具有高显色性白光(R85)，同时还会产生Halo效应(有方向性的LED出光和荧光粉的散射光角分布不一样)等缺陷;而紫外线LED加RGB荧光粉LED则克服了这些不足，成为了当前性能较好的一种白光LED。

　　4、结束语

　　LED以其巨大的节能潜力以及良好的照明性能为我们打开了一个全新的技术领域。但是它也面临着上文所提出的诸多技术和制度上的障碍，使得LED产品的价格仍然非常的昂贵，性能容易受到外部环境条件的影响，而且由于对晶体性能的研究仍然未完全成熟，制约着LED的进一步推广。当然这一切都不能阻止一个全新照明时代的到来，LED是属于21世纪的绿色光源。但它可能更多地属于未来，正如美国能源部2002年编写的《LightEmittingDiodes(LEDs)forGeneralIllumination》中预期的，LED要到2012年左右才能够在照明中取代荧光灯。

　　在我们的照明设计过程中，我们应该以一种理性的态度去看待LED的应用，应该在真正了解LED性能前提下，根据环境的条件，合理地选择使用LED，才能真正创造出一个节能而优质的照明光环境。

编辑：妮子