固态光源与研究进展.pdfVIP

海峡两岸第十八届照明科技与营销研讨会 固态光源研究进展 韩秋漪张善端 (复旦大学电光源研究所先进照明技术教育部工程研究中心) 富、便于控制等众多优点。在不可再生能源日益消耗、世界各国纷纷实行节能减排政策的时 代背景下，固态光源潜在的节能优势取得了全世界的瞩目。近年来，众多光源企业和研究机 构都专注于LED的研究开发，使其相关技术得到了持续的发展和进步，LED的光效和照明质 量取得了极大的提高。 2010年7月在荷兰埃因霍温召开的第12届国际电光源科技研讨会(LS12)上，固态照明 K，电流20 lm／W(色温5500 mA)，超过了当时所有商用的白光光源…。该产品所用的蓝光芯 片外量子效率可达73％，辐通量为41．1mWo而白光LED技术的迅速发展以及生产成本的不 断下降，为LED光源在普通照明中的应用前景奠定了坚实的基础。 1 LED技术研究 LED光源的发光效率取决于多种因素，包括芯片的内量子效率、取光效率、封装效率、 荧光粉效率等。任一方面的技术突破，都对提高LED光源的性能、开拓LED室内外照明的 应用有着重要的促进意义。 有源层的结构改变和材料掺杂，可以提高芯片的内量子效率。琦玉大学研究组采用双波 态和光学特性，实验证明了Gao．33Ino．67P量子点可作为LED的发光层来发射700nm左右的光 殊功能照明、全彩色显示等【31。 而提高芯片的出光效率的手段包括了芯片塑形、表面粗化、改变电极结构、透明衬底技 海峡两岸第十八届照明科技与营销研讨会 术、光rl辑体、倒袋技术等方法…”。d此幔川；l：，通过返此技术r段的艘进和l暇川，，占¨的 }|{光效率也柑刮r小断的提r苛。炎凼惶治哑坎术学院的研究自川j选择忭湿法驯蚀际去r 辐射峰们波长、场敛发光强度’0电流的关系没有发生明显的娈化。该封装与到蚀疗法为硅衬 栅结构，通过表lfIi^_i；离r体激元耦☆作川增强了LED m光敏率，并在畦结构与p-GaN联2- InGaN／GaN甚子|；frLED的输…偏振比|1”。 洲插入Si02巾问层，提高r 此外，部分辣题自i还通过调竹和改进LED的1：K挫术米探、J改善LED匕片敛牢的山浊， 时子教牢提商，约92％；『叫叫，注入的城流子与常In原rⅢ拼发乍辐劓复合，-一J以订教抑 制载流r存较高温度时逸…多f^了阱，改*了温度对外{ltr做牢的影响【1”。柏林l。Nk人学l州 o 监‘tfl衬底f一生长1r粘的AIN层，避免r AI(Ga)N薄膜与蓝盒{I品伴位错导致内艟r敛；年降 帽层。研究发现，篮提高内帚子效率，必须减小品体位锚密度。而反射系数较高的InAIGaN 材料会吸收f{f5分紫外光，冈此需要丌发新的设¨米捉一岛紫外的取光效牢，如表1f|i改性处理、 LED纳米像素结构等。 霜 圈I深紫外LED的结构图 图2蓝光伤害曲线与白光LED的光谱比较 海峡两岸第十八届照明科技与营销研讨会 众所周知，LED对于温度非常敏感，温度的变化会对LED的光通量和光色产生至关重要 的影响。因此在LED封装过程中，必须合理设计散热问题。松下公司采用CFD模型分析了 添加散热鳍片、增大发射体表面积、铝氧化表面处理三种不同散热方式的效果，结果表明表 面处理对于提高散热非常有效，并由此开发了小型高效的LED灯【l引。欧司朗公司对光源和灯 具的装配方式进行了研究，发现将两个平面以lbar的压强固定在非常近的距离是热传导效 果最好的方式，而剩余的气隙必须用散热介质材料填充【17】。欧司朗的开启式盖帽卡槽系统有 效地解决了大功率紧凑型LED灯散热器笨重、效果不佳的问题，改善了大功率LED灯的性 能。 此外，荧光粉、光学设计等影响因素也得到了充分的研究。布鲁内尔大学的课题组