相較于白熾燈、緊湊型熒光燈等傳統(tǒng)光源,發(fā)光二極管(LED)具有發(fā)光效率高、壽命長、指向性高等諸多優(yōu)勢,日益受到業(yè)界青睞而被用于通用照明(General LighTIng)市場。LED照明應用要加速普及,短期內仍有來自成本、技術、標準等層面的問題必須克服,技術方面,包括色溫、顯色性和效率提升等問題,仍有待進一步改善。而LED在通用照明市場的應用涉及多方面的要求,須從系統(tǒng)的角度去考慮,如LED光源、電源轉換、驅動控制、散熱和光學等。
薄膜芯片技術嶄露鋒芒
目前,LED芯片技術的發(fā)展關鍵在于基底材料和晶圓生長技術?;撞牧铣藗鹘y(tǒng)的藍寶石材料、硅(Si)、碳化硅(SiC)以外,氧化鋅(ZnO)和氮化鎵(GaN)等也是當前研究的焦點。無論是重點照明和整體照明的大功率芯片,還是用于裝飾照明和一些簡單輔助照明的小功率芯片,技術提升的關鍵均圍繞如何研發(fā)出更高效率、更穩(wěn)定的芯片。因此,提高LED芯片的效率成為提升LED照明整體技術指標的關鍵。在短短數年內,借助芯片結構、表面粗化、多量子阱結構設計等一系列技術的改進,LED在發(fā)光效率出現重大突破,LED芯片結構的發(fā)展如圖1所示。相信隨著該技術的不斷成熟,LED量子效率將會得到進一步的提高,LED芯片的發(fā)光效率也會隨之攀升。
圖1 LED芯片結構的發(fā)展歷程
薄膜芯片技術(Thinfilm)是生產超亮LED芯片的關鍵技術,可以減少側向的出光損失,通過底部反射面可以使得超過97%的光從正面輸出(圖2),不僅大大提高LED發(fā)光效率,也簡易透鏡的設計。
圖2 普通LED和薄技技術LED的正面出光率比較