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1962年首只紅色發(fā)光二極管GaAsP問世以來，40年間發(fā)光二極管得到了飛速的發(fā)展。1985年人們用GaAlAs制成的的發(fā)光強度第一次突破lcd。進入90年代以來，人們對LED的開發(fā)研究取得了突破性的進展。通過利用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）方法替代了繁雜的液相法，通過開展InGaAIP四元素材料的研究，制成了高亮度黃光和黃綠光。同樣采用MOCVD方法，以氮化物為代表的藍色和綠色LED取得歷史性突破，S.NaKamura成功地制備了高亮度InGaN藍光和綠光LED，使得LED形成三基色完備的發(fā)光體系。近五年來高亮度LED的市場迅速擴大，從1995年到1999年高亮度LED的市場平均每年增長53.7%。隨著LED的效率的迅速提高，成本不斷下降，LDE市場正在由顯示、指示向照明領域擴展，專家預計LED將成為繼白熾燈、熒光燈之后的新一代光源。

　　白光LED的兩種實現(xiàn)方法

　　白光是一種多顏色的混合光，可被人眼感覺的白光至少包括兩種以上波長的光。例如人眼同時受紅、藍、綠光的刺激時，或同時受到藍光與黃光的刺激時都可以感受為白色光。依照這種原理人們可以設計產(chǎn)生白光的。按照現(xiàn)有的技術能力，有兩種可行的方案。第一種，使用紅綠藍的三色LED，按照所屬光的強弱排成矩陣，三種色光混合后產(chǎn)生白色的光。但是，LED是PN結，它像所有PN結一樣，遵守PN結的負溫度特性的特征規(guī)律。在LED器件上表現(xiàn)為它的正向電流隨溫度的升高而下降，它的光輸出亦會隨溫度的升高而下降，不同的LED下降程度差別很大。

　　當溫度升高到120℃時，綠色光的光輸出，只有20℃時的60%，而藍色LED則可以達到90%以上，其結果則造成混合白光的色差。

　　第二種是利用藍光LED照射一熒光物質(zhì)以產(chǎn)生與藍光互補的黃光屏利用透鏡原理將互補的黃光和藍光予以混合，便可得出人眼所需的白光。1996年日本日亞化學公司（NichiaChemical）發(fā)現(xiàn)以發(fā)黃光系列的釔鋁石榴石（YAG）熒光粉配合藍色發(fā)光二極管，可做成白色光源。目前，人們也在開發(fā)紫光及紫外光系列的專用熒光粉，這類熒光粉的發(fā)射波長為370～420nm，利用涂敷的方法，這類熒光粉配合紫光或紫外光的LED也可制造出白光LED。

　　涂敷LED的發(fā)光原理及制作方法

　　白光LED主要是利用藍色LED為基礎光源，將藍色LED發(fā)出的一部分藍光用來激發(fā)熒光粉，使熒光粉發(fā)出黃綠光或紅光和綠光，另一部分藍光透射出來，由熒光粉的黃綠色光或紅光和綠光與透射的藍光組成白光。由發(fā)光峰值在430nm或470nm的藍色LED與黃綠色熒光粉組成白光；也可以由發(fā)光峰值在430nm或470nm的藍色LED與紅色（650nm）和發(fā)光峰值在540nm的綠色LED組成白光。

　　這種方法要求熒光粉的激發(fā)波長與發(fā)光二極管的發(fā)射波長相匹配，以確保獲得高的轉(zhuǎn)換效率，同時要求熒光粉的發(fā)光與藍色LED的發(fā)光可以配成白光。圖4顯示熒光粉的激發(fā)光譜的峰值正好在470nm附近，與藍光LED（470nm）的發(fā)射波長匹配得非常好。

　　制作方法

　　白光LED是在藍色GaN芯片的表面上涂釔鋁石榴石（YAG）熒光粉后制成。

　　首先將LED芯片放置在導線結構中用金（Au）線焊接，然后在芯片周圍涂敷YAG熒光粉，然后用環(huán)氧樹脂封接，樹脂既起到保護芯片作用又起到聚光棱鏡作用。從LED芯片發(fā)射出的光射到周圍的熒光粉層內(nèi)經(jīng)多次散亂的反射、吸收，后向外部發(fā)射出光，LED的光譜線的峰值在465nm處，半值寬為30nm，是非常尖銳的藍色光譜，由藍色光激發(fā)黃色光的YAG熒光粉層（峰值為555nm），終到達外部的光為藍黃二色光，根據(jù)補色關系，兩色相加混色后即得到可見的白色光。

　　白光LED應用前景廣闊

　　LED以其小巧高效、堅固省電、使用壽命長、易于和計算機匹配等強大優(yōu)勢，在包括大屏幕顯示、汽車尾燈、交通信號燈、LCD背光源等方面已大量使用，目前正朝著替代傳統(tǒng)燈具向照明領域發(fā)展。下面將對以上幾種應用分別介紹。

　　固態(tài)照明光源

　　由多個超高亮度的紅、藍、綠色LED制成的照明光源，不僅可以發(fā)出波長連續(xù)可調(diào)的各種色光，而且還可發(fā)出亮度高達上百坎德拉的白色光，成為照明光源。與傳統(tǒng)光源相比，固態(tài)光源具有發(fā)熱量低、功耗小、壽命長、反應速度快、體積小、可平面封裝、易開發(fā)輕薄短小產(chǎn)品等許多優(yōu)點。

　　目前，白光LED仍處在初期發(fā)展階段。但由于它的獨特優(yōu)點，這種固態(tài)照明光源已廣泛用于手電照明、LCD背光照明（汽車音響、儀表板、手機背光板）、交通信號及指示板、室內(nèi)照明、船艦、飛機、汽車內(nèi)照明等，也用于諸如礦山、潛水、搶險軍用裝置的照明等特殊場合。一旦白光的性能價格比可與白熾燈和熒光燈相吻合時，其在民用照明方面的競爭力將無可估量。

　　信號燈中的紅色禁行燈與黃色準備燈，通常采用InGaAIP的紅黃光（波長625nm、590nm）超高亮LED制作，綠色通告燈由GaN基綠色（波長505nm）LED制造。目前，由超高亮LED取代白熾燈，用于交通信號燈、警示燈、標志燈已遍及全世界，僅美國就將有1.35億個交通燈被LED所替代。上海也以每年一萬個交通燈的速率將白熾燈更替成LED燈。與白熾燈相比，LED交通燈的優(yōu)點是耗電少、使用壽命長，并能大幅度提高亮度，通過對傳統(tǒng)鎢絲燈與LED燈的性能比較，可以看到，采用LED燈泡，功耗節(jié)約了8～15倍，亮度增加4～5倍，使用壽命增加了30～50倍，現(xiàn)場角也有所擴大。雖然LED燈的價格增加了一些，但僅就維護保養(yǎng)費用節(jié)省一項，就足夠加以彌補。交通燈的耗電量相當可觀，日本雖是一個地域狹小之國，該國一年用于交通燈的耗電量就達100萬千瓦時，可見使用LED對節(jié)約能源的巨大意義。

　　汽車狀態(tài)指示

　　汽車狀態(tài)指示主要指汽車頭部的方向燈以及后部的尾燈與高位剎車燈，采用紅黃色的InGaAIP超亮LED替代普通白熾燈作汽車的狀態(tài)指示，具有抗震性能好、使用時間長（超過汽車使用壽命）、反應速度快（特別是在高速公路上行駛時十分重要）、亮度高、體積小巧等優(yōu)點。目前無論在國外進口還是國產(chǎn)的高等級轎車上均已安裝了LED狀態(tài)指示燈，按每輛車上使用250顆LED計，全世界年產(chǎn)轎車達5000萬輛，每年需要上百億只。

　　在液晶顯示中，至少有10%采用有源光作背光照明，光源可使LCD顯示屏在黑色環(huán)境下讀寫。與其他光源相比，LED在LCD背光照明中具競爭力，超亮InGaAIP與GaN基LED可以提供高效率的發(fā)光和寬范圍的顏色。特別是這類器件可在小電流下工作，從而大大減少功耗。采用LED作為背光照明的液晶顯示器可用于移動電話、筆記本電腦。隨著小型液晶顯示器在節(jié)電型通信產(chǎn)品中的廣泛使用，將會對超高亮度LED提出更高要求。

　　大屏幕顯示是超高亮度LED應用的一個巨大市場，包括圖形、文字、數(shù)字的單色、雙色和全彩顯示，已大量應用于廣場、街道、車站、機場、道路等公眾場所，或作教育宣傳、或作廣告提示，其活動圖像色彩鮮艷，逼真生動。當前幾乎所有高質(zhì)量的大屏幕象元均為InGaAIP和DaN的藍綠LED管，其三基色可提供十分逼真的全彩圖像。其性能基本符合由國際電視系統(tǒng)委員會（NTSC）所規(guī)定的電視顏色范圍，通常一個數(shù)平方米的大屏幕要消耗數(shù)百萬只超亮LED管，可見其用量之大。