W-LED照明光源主要技術路線
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- 發(fā)布時間：2015-08-27
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三種技術路線哪種最優(yōu)目前白光LED的封裝主要有三條技術路線：紅、綠、藍(RGB)多芯片組合白光技術，或者稱為多色混和技術(colormixing，簡稱為CM)；單芯片加熒光粉合成白光技術，或者稱為波長轉換技術(wavelengthconversion，簡稱為WC)；MOCVD直接生長多有源區(qū)白光LED技術，或者稱為混合集成技術(hybrid，簡稱為Hy)。CM技術分別利用RGB單色管芯組合成白光LED。其優(yōu)點是顯色率高，壽命長。其缺點也較多，例如：由于分別受單個芯片的性能影響，其色穩(wěn)定性較差；由于有電流配置的問題，常常需要IC芯片控制，加上其光學方面的設計，其封裝難度較大，且成本較高，目前一個單元需要6元-8元，是普通白光LED的數(shù)倍。
WC技術是目前白光LED的主流技術，它又分為藍光芯片加YAG熒光粉技術和近紫外光芯片加RGB三基色熒光粉技術。單管芯技術成本也較低，其色穩(wěn)定性較好，工藝重復性好。其中近紫外光芯片加RGB三基色熒光粉技術克服了Halo效應(有方向性的LED出光和熒光粉的散射光角分布不一樣)以及顯色率低的單芯片封裝的缺點，是最有希望獲得照明效果的LED光源。
Hy技術是利用多有源區(qū)發(fā)出不同顏色光，混合形成白光。其優(yōu)點是制程過程簡單，缺點是MOCVD生長難度大，發(fā)光效率低，目前還沒有產(chǎn)品面世，只有實驗室研究報道。1997年，Schlotter等人和Nakamura等人先后用藍光管芯加黃光熒光粉封裝成白光LED。2001年Kafmann等人用UVLED激發(fā)三基色熒光粉得到白光LED。過去的幾年中，白光LED引起了LED產(chǎn)業(yè)界和學術界的廣泛重視。日本日亞公司利用藍光LED激發(fā)黃粉和紅粉得到白光LED，發(fā)光效率達到60lm/W；美國Cree公司用SiC襯底生長的GaN基LED制備的白光LED發(fā)光效率達到70lm/W。同時功率型白光LED的封裝也被許多廠商所重視，美國的Lumileds公司的進展最為迅速，他們已經(jīng)使用flip-chip工藝研制出4組1mm×1mm藍光芯片用黃光熒光粉封裝的LED燈，1400mA電流下的光通量達到187lm。這種發(fā)展趨勢，使得白光LED作為普通照明光源成為可能。根據(jù)以上技術路線，W-LED照明光源技術大體上可以分成以下幾個領域：原材料生產(chǎn)、MOCVD技術、LED芯片加工技術、W-LED封裝技術、檢測分類技術、W-LED照明燈具技術、W-LED照明工程技術、相關設備制造技術、信息與知識產(chǎn)權研究及國家標準的建立。研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化如何并進我們與國際上的主要差距在于起步晚，投入少，研究隊伍分散，布局不夠合理，缺少協(xié)調，低水平重復較多等。要盡快趕上國際先進水平，必須采取一些特殊的措施，如：起點要高，注意引進人才、技術、設備；企業(yè)間要加強合作，大專院校、科研院所與企業(yè)間也要加強合作；注意國際發(fā)展動態(tài)，精選技術路線，注重創(chuàng)新，避免不必要的低水平重復；加強宏觀調控和指導，組織力量，集中攻關，加快關鍵技術的突破，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。生產(chǎn)和研究同步：由于W-LED應用面廣，對其要求有很大差異，目前中低水平的W-LED也有廣泛的應用市場，所以可以在生產(chǎn)中求發(fā)展、求提高。新技術、新設計的研發(fā)要及時轉換成可生產(chǎn)的產(chǎn)品。應用和器件同步：固體照明光源剛剛起步，應用五花八門，要求變化很大。一種應用，可能就會產(chǎn)生一種器件、一種結構。應當在應用中加強器件的研發(fā)速度。提高器件適應性的同時，也就提高了應用的水平。市場和生產(chǎn)同步：市場的開發(fā)和引導，是固體照明光源發(fā)展的關鍵。應用市場發(fā)展了，才會推動生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展，帶動LED研究、開發(fā)、生產(chǎn)的同步提高。同時，應用市場的發(fā)展也會給研發(fā)注入資金和動力。
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