白光LED技术发展前景

LED 是最经济和高质量的光源。连续用于照明的白色 LED 的生产技术不断进步并非没有原因。照明行业和街头普通人的兴趣激发了对这一照明技术领域不断进行的大量研究。

我们已经可以说白光LED的前景是巨大的。这是因为节省照明用电的明显好处将在很长一段时间内继续吸引投资者研究这些工艺、改进技术并发现更新、更高效的材料。

如果我们关注 LED 制造商和材料开发商、半导体研究和半导体照明技术方向的专家的最新出版物，我们可以突出当今该领域发展道路上的几个方向。

众所周知，转换系数 磷 是 LED 效率的主要决定因素，此外，磷光体的再发射光谱影响 LED 产生的光的质量。因此，寻找和研究性能更好、效率更高的荧光粉是当前LED技术发展的重要方向之一。

钇铝石榴石是最流行的白光 LED 荧光粉，效率可超过 95%。其他磷光体虽然提供质量更好的白光光谱，但效率低于 YAG 磷光体。出于这个原因，许多研究旨在获得一种更高效、更耐用的荧光粉，从而提供正确的光谱。

另一种解决方案虽然仍然以其高昂的价格而著称，但它是一种多晶 LED，它可以发出具有高质量光谱的明亮白光。这些是组合的多组件 LED。

多色半导体芯片组合并不是唯一的解决方案。包含多个色片和荧光粉成分的 LED 显示效果要好得多。

尽管该方法的效率仍然较低，但在使用量子点作为转换器时，该方法仍然值得关注。通过这种方式，您可以创建具有高光质量的 LED。该技术称为白色量子点 LED。

由于最大的效率限制直接在于 LED 芯片，因此提高半导体发光材料本身的效率有助于提高效率。

结论是最常见的半导体结构不允许超过 50% 的量子产率。当前最好的量子效率结果仅通过红色 LED 实现，其效率刚刚超过 60%。

在蓝宝石衬底上通过氮化镓外延生长的结构并不便宜。转向更便宜的半导体结构可以加快进展。

以其他材料为基础，如氧化镓、碳化硅或纯硅，将大大降低LED生产成本。尝试将氮化镓与不同物质制成合金并不是降低成本的唯一途径。硒化锌、氮化铟、氮化铝和氮化硼等半导体材料被认为很有前途。

不应排除基于在硒化锌衬底上生长硒化锌外延结构而广泛使用无磷 LED 的可能性。在这里，半导体的有源区发出蓝光，而基板本身（因为硒化锌本身是一种有效的荧光粉）变成了黄光的来源。

如果在该结构中引入另一层带隙宽度更小的半导体，将能够吸收一定能量的量子，二次发射将发生在能量较低的区域。该技术称为带有半导体发射转换器的 LED。