白光LED燈應用及發展

郭宗輝

白光LED燈是LED的新生產品，在多個領域有廣大的應用，將會成為主要的發光光源，其未來發展主要分為無機材料LED和有機材料LED（WOLED），尤其是有機材料LED，在化學和材料學上發展的基礎上，更是具有高可靠性、高功率性和價格低廉等特點。

【關鍵詞】無機材料LED 有機材料白光LED （WOLED）

在今天中國降低耗能、綠色環保等要求下， LED燈被公認為是一種可以替代其他照明的光源。目前市場上常見的光源是白熾燈和鹵鎢燈或者是熒光燈，因為它們的光效較高，現在led燈的光效也在提高，未來可以達到150～200流明/瓦，而白光LED是最被看好的LED新興產品，因為白光LED具有、發熱量更低、體積更小、壽命更長、反應速度更快、耐沖擊等優點。

1 無機LED發光機理與發展

在1907年，赫·德勞文德首次發現無機晶體電致發光。一直到1998年白光LED的光效只有5lm/W，1999年達到15lm/W，與一般家用白熾燈相近。2000年時白光LED的光效達25lm/W，與鹵鎢燈相近。2015年時，白光LED的光效達到150～200lm/W。第一個商品化的白光LED是1996年日本日亞化學公司開發白光LED。

白光LED燈封裝了GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG），GaN芯片發藍光，YAG熒光粉受此藍光激發后發出黃光。藍光部分被熒光粉吸收，另一部分藍光與黃光混合，根據光復合理論可以得到白光。通過熒光粉將LED發出的較短波長的光（如藍、紫光）轉變為波長較長的可見光（如黃、紅、綠、藍光），再將不同顏色光的復合得到白光。

2 有機LED發光機制與發展

有機發光二極管（Organic Light-Emitting Diode，OLED），由美國教授鄧青云發現，從此就開始了了對有機發光二極管的研究與開發。有機發光二極管因為有自發光的能力，可以通過運用玻璃基板以及薄有機材料涂層，給OLED通電流，就可以使有機材料發出白光。OLED器件的發光光譜只有很小一部分可見光，所占比例很小，所以可以通過激發一層的熒光粉，然后所有長波光譜通過混合就可得到白光。通過對組成器件的有機電致發光材料進行調整和化學修飾，可以很簡單的使WOLED的發射光譜更大的可能產生我們感覺的自然的白光光譜。一般情況下，材料技術更快發展將使我們更能發明出廉價環保光效高的新照明光源。圖1展示了WOLED不同的發光機理。

有機發光二極管可以從1994年Kido等人成功地發明了白色發光OLED器件開始，它的有機材料是包含聚乙烯基咔唑（PVK）摻雜藍色、綠色、橙色發光染料等，光效為為0.83 lm/w 。2003年，WOLED取得了15 lm/w的效率，在效率上第一次超越了當時個人家庭中主要光源的白熾燈。2006年，WOLED的效率達到了60 lm/w的重要基準線。2008年，實驗室條件下已經制得了效率超過100 lm/w的WOLED。到2013年，LG電子全球首次發布LG曲面OLED電視，這是WOLED在生產領域的一個重大的應用，開發了更大的領域。

近幾年中，隨著新材料和新技術的進步，白光LED逐步引起的重視，正快速地增長，在提高它的發光效率和可靠性的同時，再降低材料成本，就可以使WOLED更普遍的應用到照明領域。

參考文獻

[1]劉大愷.軍用車載LED照明光源的研究與設計.吉林大學碩士學位論文，2010.

[2]艾朝霞，姬妍.LED照明光源前景展望.榆林學院學報，2006，16（04）：40-42.

[3]黎平，周雒維.高亮度LED驅動器概述.電氣學報，2007（06）：6-10.

[4]方佩敏.電荷泵電路的電壓調節結構及工作原理[J].電子質量，2002（02）：41-43.

[5]安森美半導體.照明用高亮度LED驅動的挑戰和解決方案[J].中國集成電路，2008（12）：82-88.

[6]Jeff Gruetter.省電、高亮度LED需要高性能LED驅動器[J].電子產品世界，2010（04）：22-244.

[7]Display Trends DISPLAY DEVICES No.34，2004：P8-9.

作者單位

山東電子職業技術學院 山東省濟南市 250200