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導讀: LED芯片技術發展的關鍵在于基底材料和外延生長技術。基底材料由傳統的藍寶石材料、硅和碳化硅，發展到氧化鋅、氮化鎵等新材料。在短短數年內，借助于包括芯片結構、表面粗化處理和多量子阱結構設計在內的一系列技術改進，LED 在光效方面實現了巨大突破。 LED燈的前景 隨著地球溫室氣體排放問題日益嚴重，逼近地球自我調節的臨界點，各國紛紛出臺相關政策，包括我國在內的世界各國政府必需刻不容緩的執行節能減排（二氧化碳），LED燈是目前最節能的綠色環保電光源，自然成為照明節能減排的主要選項，隨著LED燈成本與價格的逐漸降低，其普及的速度也在加快，在2020年以前，LED燈的市場占有率將超過50%。 降低LED燈的成本 LED芯片占據LED燈成本的主要部分，因而降低LED的成本的主要途徑就是降低LED芯片的成本。 LED芯片技術發展的關鍵在于基底材料和外延生長技術。基底材料由傳統的藍寶石材料、硅和碳化硅，發展到氧化鋅、氮化鎵等新材料。在短短數年內，借助于包括芯片結構、表面粗化處理和多量子阱結構設計在內的一系列技術改進，LED 在光效方面實現了巨大突破。 硅基底成本很低，技術在不斷進步中，但目前發光效率還不滿意，如果保持這種發展速度，一旦達到較高水平，則硅基底成為最主要的技術方案成為必然的選擇，企業也將獲得巨大的經濟回報。 提高LED燈的光效 提高光效還可以從提高有效光線的比例入手。薄膜芯片技術能夠減少各側面的光輸出損耗，借助底部的反射面使 97% 以上的光線從正面輸出，使得電能轉換得到的光線絕大部分都是有效光線，不但顯著提高LED 的光效，還為透鏡設計創造了優越的便利條件。薄膜芯片技術是目前超亮 LED 芯片生產中的核心技術。 
提高LED燈的顯色性 在高亮度白光LED中，一小部分藍光發生斯托克斯位移后具有更長的波長。這是好事情，因為這使得LED燈廠商可以使用許多不同顏色的熒光粉層，從而擴展發射光譜，有效地提高LED的顯色指數(CRI)。采用熒光粉的白光LED獲得的高CRI是有代價的，因為斯托克斯位移會造成白光LED的效率低于單色LED的效率。不過對于大多數照明應用而言，寧愿選用高CRI而效率略低的LED燈。 提高LED燈電源的效率 不管是做限流型恒流控制的電源，還是運放控制的恒流電源，都要解決供電問題。即開關電源芯片工作 的時候是需要一個相對穩定的直流電壓為其芯片供電的，芯片的工作電流從一個MA到幾個MA不等。象FSD200，NCP1012，和HV9910，此種芯片是高壓自饋電的，用起來是方便，但高壓饋電，造成IC熱量的上升，因為IC要承受約300V的直流電，只要稍有一點電流，就算一個MA，也有零點三瓦的損壞耗了。一般LED電源不過十瓦左右，損失零點幾瓦一下就可以將電源的效率拉下幾個點。典型的象QX9910。，用電阻下拉取電，這樣，損耗就在電阻上，大約也得損失它零點幾瓦吧。還有就是磁耦合，就是用變壓器，在主功率線圈上加一個繞組，就象反激電源的輔助繞組一樣，這樣可以避免損掉這零點幾瓦的功率。這也是為什么不隔離電源還要用變壓器的原因之一，就是為了避免損失那零點幾瓦的功率，將效率提幾個點。 提高LED燈系統可靠性 LED 的整體效率、使用壽命和可靠性必須通過系統優化才能得以提升。 光源：緊湊、高效，選擇合適的顏色和輸出功率。 控制和驅動：使用電子電路實現 LED 的恒流驅動和控制。 熱管理：若要達到更長的使用壽命必須控制 LED 節點溫度，散熱模型計算與新材料新工藝的運用是LED燈技術熱點。 光學元件：透鏡、反射器或導光板材料是將光線聚焦在目標區域或分散在四周，這要根據設計需求而定。 隨著LED 技術的快速發展以及LED光效的逐步提高，LED 燈的應用將越來越廣泛。特別是隨著全球性能源短缺問題的日益嚴重， LED燈 將是取代白熾燈、鎢絲燈和熒光燈的必然選擇。此外，在室內燈具設計方面，LED 將趨向智能化、多樣化和藝術化。 作者：成都朝月光電蔣篪嵐 |
