白光LED技術發展前景

LED 是最經濟和高質量的光源。連續用於照明的白色 LED 的生產技術不斷進步並非沒有原因。照明行業和街頭普通人的興趣激發了對這一照明技術領域不斷進行的大量研究。

我們已經可以說白光LED的前景是巨大的。這是因為節省照明用電的明顯好處將在很長一段時間內繼續吸引投資者研究這些工藝、改進技術並發現更新、更高效的材料。

如果我們關注 LED 製造商和材料開發商、半導體研究和半導體照明技術方向的專家的最新出版物，我們可以突出當今該領域發展道路上的幾個方向。

眾所周知，換算係數 磷 是 LED 效率的主要決定因素，此外，磷光體的再發射光譜影響 LED 產生的光的質量。因此，尋找和研究性能更好、效率更高的熒光粉是當前LED技術發展的重要方向之一。

釔鋁石榴石是最流行的白光 LED 熒光粉，效率可超過 95%。其他磷光體雖然提供質量更好的白光光譜，但效率低於 YAG 磷光體。出於這個原因，許多研究旨在獲得一種更高效、更耐用的熒光粉，從而提供正確的光譜。

另一種解決方案雖然仍然以其高昂的價格而著稱，但它是一種多晶 LED，它可以發出具有高質量光譜的明亮白光。這些是組合的多組件 LED。

多色半導體芯片組合併不是唯一的解決方案。包含多個色片和熒光粉成分的 LED 顯示效果要好得多。

儘管該方法的效率仍然較低，但在使用量子點作為轉換器時，該方法仍然值得關注。通過這種方式，您可以創建具有高光質量的 LED。該技術稱為白色量子點 LED。

由於最大的效率限制直接在於 LED 芯片，因此提高半導體發光材料本身的效率有助於提高效率。

結論是最常見的半導體結構不允許超過 50% 的量子產率。當前最佳的量子效率結果僅通過紅色 LED 實現，其效率剛剛超過 60%。

在藍寶石襯底上通過氮化鎵外延生長的結構並不便宜。轉向更便宜的半導體結構可以加快進展。

以其他材料為基礎，如氧化鎵、碳化矽或純矽，將大大降低LED生產成本。嘗試將氮化鎵與不同物質製成合金並不是降低成本的唯一途徑。硒化鋅、氮化銦、氮化鋁和氮化硼等半導體材料被認為很有前途。

不應排除基於在硒化鋅襯底上生長硒化鋅外延結構而廣泛使用無磷 LED 的可能性。在這裡，半導體的有源區發出藍光，而基板本身（因為硒化鋅本身是一種有效的熒光粉）變成了黃光的來源。

如果在該結構中引入另一層帶隙寬度更小的半導體，就可以吸收一定能量的量子，二次發射將發生在能量較低的區域。該技術稱為帶有半導體發射轉換器的 LED。