基于白光LED的一种新型光电器件―卡灯

　摘　要　随着100 lm /W级白光LED的开发成功,白光LED在显示和照明方面应用普及化进程中又向前迈进了一步。主要介绍了白光LED的新应用———卡灯的结构和原理,及其在生活中的应用。并在电流为20 A的条件下,距离为50 mm处利用BM27对其亮度进行测试,测试结果为平均亮度大于3 400 cd /m2 ,均匀度超过85 %。

LED 是light emitting diode (发光二极管)的缩写,是一种由半导体技术制成的电光源。LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片,在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为P2N结。在正向导通时,半导体中的多数载流子和少数载流子复合,释放出的能量以光子或部分以光子的形式发射出来,大量的光子形成光子流,即发光。P2N结加反向电压时,少数载流子难以注入,故不发光。由于半导体材料的带隙能量不同,不同半导体材料的LED可以发出不同颜色的光。

　　LED光源具有体积小、寿命长、耗电量小、反映速度快、颜色丰富、可平面封装等特点,是一种环保节能的冷光源。由于LED有以上特点,所以被广泛用于显示和照明领域。

　　1965年,第一款商用LED (发红光)问世,效率仅为0. 1 lm /W。1968 年, 由GaAsP 材料制作的LED效率已达到1 lm /W ,并且能发出红、橙、黄色光。20世纪90年代初,发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的Ga InN 两种新材料的开发成功,使LED的光效得到大幅度的提高。1998年,白光LED的开发成功标志着照明技术革命的到来。

　　1　白光LED的最新进展

　　06年12月,日本日亚化学工业发布正向电流为20 mA 时、发光效率达到150 lm /W 的白色LED,其发光效率达到了提高演色性后的荧光灯的约1. 7倍,为白炽灯的11. 5倍,甚至超过了普遍认为发光效率最高的高压钠灯。昭和电工集团(SDK)研究出一种制造氮化镓(GaN)基及其他氮化物基优质复合半导体的新工艺,主要用于蓝色和白色LED。2007年2月, Philip s Lumileds宣布LED外延技术( ,基本解决白光大功率LED光效随电流攀升而下降的问题,可令光效随驱动电流的增加而增加。Cyberlux公司宣称, 使用塑料材质可让白光LED的售价更低廉,这种技术既能显著降低制造成本,照明亮度也优于传统白光LED。2007年3 月,首尔半导体( SSC)推出3. 5万小时、光通量96 lm的八角形2 W 单芯片Acriche,可直接插在110 V 或220 V交流电源上使用,无需AC /DC转换器。SSC计划到2008年Ariche光效提高到120 lm /W。

　　目前,LED芯片厚度只有0. 4 mm, LED的光引出技术也有很大进步。因此,带LED的背光源逐步用于第三代手机、PDA、手提DVD、数字摄像机等小型显示器。另外,汽车上的各种灯,如前后灯、侧灯、前照灯、车内照明灯及仪表盘显示器,将全面进入开发应用。根据Strategies Un2limited的统计,日本大型车灯厂小系(Kohido)估算,到2008年所有的新车都会以LED作为车灯。

　　2　白光LED卡灯

　　国内一家光电器件有限公司为日本带工一款新的白光LED产品,名称为“卡灯”,产品实物如图1所示。这是白光LED的新应用,已申请专利。