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照明光源用白光LED的发展方向
摘要：本文着重对蓝光和紫外光芯片与荧光粉组合方案的发展方向，从芯片、荧光体及封装工艺三大要素，灯具、成本价格、知识产权战略及白光LED的标准进行详细的评述。指出在可用于照明的色温区内，高光通、高光效、高显色指数、色的均匀性是今后白光LED的发展方向。为实现这一方向，积极研发大功率大尺寸蓝光和UV光芯片及新结构，采用先进的封装工艺和结构科学的器件，研制新型高效无机和有机荧光体。重视知识产权，制定相关的标准等确保新固体照明光源早日实现。文中还给出我们新近的某些研发成果。
　　上世纪末白光LED的出现吸引各国政府及企业的热情关注，成为光电子、照明工程科技领域中的一个热门。短短的5-6年来，白光LED的研发和应用取得举世瞩目的成绩。人们期望白光LED成为第四代新照明光源，达到节能的绿色照明目的，并且制成两个战略发展目标：2005年白光LED的光效达到50lm/w以上，开始部分取代白炽灯，进入商业照明；2010年达到100lm/w以上，开始进入家庭照明。目前水平还有大的差距，某些材料、器件和工艺还存在关键性问题有待人们攻克。
　　为了实现白光LED照明目标，针对白光LED存在问题和发展方向，本报告中对（1）大功率高效蓝光和紫外LED芯片；（2）高效荧光粉；（3）先进LED封装工艺；（4）LED灯具；（5）价格；（6）标准；（7）重视知识产权战略等方面发展方向进行评述，指出在可用于照明的色温区域内，实现高光通、高光效、高显色指数和低成本以及色均匀的白光LED是其作为照明新光源用的主要的发展方向。同时也介绍我在低色温白光LED中所取得某些进展。
1　蓝光和紫外芯片
×2，。因此，一支φ5mm炮弹型白光LED（蓝芯片）-。紫外芯片质量更低。因此，发展大功率大尺寸的先进性的蓝光和紫外芯片刻不容缓。
1、发展大功率大尺寸芯片
　　2002年美国Lumileds公司向市场推出1w和5w大功率、大尺寸（1mm2φ5LED的92-60倍！而光效差不多。大功率白光LED比预期提前。大尺寸芯片也在积极开发。
2、芯片倒置新技术及纹理表面取光结构
　　正在发展的这两种新技术和结构可使LED的外量子效率和取光率提高，在AlGaInN和InGaAlP芯片上均获得重大发展。倒置芯片结构是通过透明的蓝宝石衬底取光。
3、提高UV光芯片的功率和效率，积极研制波长短的UV芯片
　　这项工作意义重大，它为发展UV一三基色荧光粉白光LED奠定扎实基础。2001年日本三菱电线工业和stanley电气株式会社共同开发出如表1所列的效率较高的382nmUV LED，其性能均优于目前395nm LED。可供UV光激发的高效荧光粉很多，其发光效率比目前使用的YAG：Ce体系高许多，这样容易使白光LED上到新台阶。最近，美国南加洲大学采用四元AlInGaN多量子阱（MQW）技术，研制出发射峰可从305nm到340nm 的紫外LED。
表1 UVLED性能
发光波长
382nm
工作电压和电流
，20mA
发光功率
外量子效率
24%
1、蓝光LED衬底
　　以SiC为衬底的蓝光LED在价格和散热性能上优于蓝宝石。此外，人们试图以Si为衬底外延InGaN。这些发展为降低蓝光和