白光LED从上个世纪末期,因GaAIInP四元系和GaN材料的成熟利用,开始快速发展,到本世纪初时,白光LED已经突破了技术的束缚,拥有了各种各样的颜色,并实现了批量生产。然而到现在为止,还有哪些问题是白光LED依然存在的? 

1.白光质量有待提高,需规范改善参数设计

  白光LED需要对多种颜色进行调整,从而使其发出需要的白光,由此可知,多种颜色光的混合比例是非常重要的。为了保证白光的质量,通常采用一些参数进行评价,如色坐标、显色指数等。若光的混合比例设计不当,或随着使用芯片等器件的老化,LED的白光可能出现变化,达不到既定的设计要求,进而影响正常使用。但是事实上,由于对色温、显色指数的控制效果不佳,较容易出现LED白光不符合要求的现象。此外,由于白光LED多作照明光源,因而必须提高设计要求,保证设计的严谨性,进而控制好白光LED的发光质量。

2.光通量和发光效率有待提高,需设计大功率型芯片

  在发光效率方面,白光LED与白炽灯相比效率较高,但是其发光效率低于荧光灯、节能灯类光源;在光通量方面,白光LED光通量较少,远远低于白炽灯、荧光灯、节能灯。这些问题限制了白光LED使用范围,因此要对白光LED进行改进。首先,要给予白光LED的芯片进行改进,设计大功率型的芯片,同时要保证芯片高质量、大尺寸,这样才能提升内量子效率,进而增加发光功率。但是,发光功率增加,必然会带来热量增加问题,进而导致芯片老化加速,因而要深入研究光能和热能的转化问题。同时,由于白光LED多为多个LED灯泡组装使用,所以也使LED热量也会聚集在一起,因而必须要LED组装的散热问题,这样才能既保证发光效率提高,有保障白光LED稳定性。

3.工作寿命有待提高,需提升加强产品可靠性

  虽然我国自主生产的白光LED寿命较长,但是与节能灯等相比差异不大,无法凸显白光LED的优势。理论上,白光LED的寿命应远远高于节能灯,但是LED实际工作中却达不到应有的寿命。为此,我国LED研究者,要注意优化产品设计,提升白光LED的实际寿命。国外对白光LED老化机理的研究较多,可以为我国LED设计提供一些启示。当前,我国LED产品趋向于大功率方向发展,老化问题也更加严重,因而老化机理研究也更加迫切。

4.荧光粉有待改善,需促进新产品

  我国白光LED发展较快,不过受蓝光芯片设计制造能力的制约,导致我国白光LED的产品只能占有中低端市场。在蓝光芯片设计中,荧光粉是重要的发光物质,其作用是负责芯片发出蓝光转换成黄光,而我国蓝光芯片的荧光粉发光效率并不高。因而,在推进芯片更新和优化的过程中,也要注意挑选更加稳定的荧光粉品质,以提高转换效率。目前,紫外线激发的荧光粉受到国内外研究者的肯定,我国可以深入该方向进行研究,尽快开发出新的白光LED产品。