毕业论文课题相关文献综述

1.白光LED简述

白光LED又称白色发光二极管(WhiteLightEmittingDiodes)，是一种电致发光的半导体器件。与传统照明方式相比，白光LED具有寿命长、发光效率高、节能、抗震耐冲击、无污染等诸多优点，使得其经济与环境效益非常明显，近年来得到了各国的广泛关注，被认为是继白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯之后第四代光源。

1.1白光LED发展现状

自1960年代诞生以来，LED每10年亮度提高30倍，价格下降10倍^[1,2]。1996年，日亚公司率先采用YAG荧光粉涂覆GaN蓝光芯片的方法制成了白光LED^[3]。之后又有人采用红、绿、蓝三色芯片混光的方法成功制成了白光LED。目前，大功率白光LED已经进入商业领域，其光效仍具有很大的上升空间，随着关键技术的突破，最高可能达到150～200lm/W。可以预见，白光LED定会很快取代传统的白炽灯和荧光灯。

1.2白光LED结构和发光原理

LED是一种可以直接把电能转化为光能的固态半导体器件，它在较低的直流电压的激下可以发射紫外光或可见光。固定在支架上的LED芯片内置于反光罩中，用导线引出正负极，外层用环氧树脂等材料封装，便组成了最简单的LED器件，其基本结构如图1-1所示。LED的核心p-n结由p型半导体和n型半导体构成，当p-n结加正向低压直流电时，n区中的电子注入到p区的空穴中并发生复合，复合时多余的能量以光的形式释放出来^[4]，如图1-2所示。

图1-1LED器件基本结构

图1-2发光二极管发光原理

1.3LED白光实现方案及其原理

由白光的产生途径不同，白光LED主要有三种实现方案：1.荧光粉涂敷光转变法，即利用LED芯片发光来激发荧光粉，芯片和荧光粉发出的光混合形成白光；2.多芯片组合法，即多种基质荧光粉在不同芯片中分别发红、绿、蓝光，组合得白光；3.单芯片多量子阱法，即同一半导体芯片发射多种颜色可见光并组合成白光。目前，得到推广应用较多的方法主要有以下三种：

（1）蓝色LED芯片与可被蓝光有效激发的黄光荧光粉组合

部分蓝光激发黄色荧光粉使其发射黄光，黄光和剩余的蓝光混合，调节蓝光和黄光的光强配比，即可得到一定色温的白光^[5]，如图1-3（a）所示。白光LED的效率指标将同时受蓝光LED和荧光粉两者的影响。此方法LED成本相对较低、发光效率较高且不会造成紫外辐射污染，但仍存在显色性不够好、荧光粉对蓝光的转化效率比较低等问题。