隨著led性能持續(xù)地提高，應(yīng)用市場也隨之急速擴(kuò)大，隱藏在背后的原因是使用GaN、AllnGaP發(fā)光材料的高輝度led，擁有著長壽命、省電、耐震、低電壓驅(qū)動(dòng)等優(yōu)秀的特色，并且超越燈泡和鹵素等，而高發(fā)光效率的LED更是在最近幾年陸續(xù)被研發(fā)出來，因此，未來高亮度LED市場的發(fā)展，將會(huì)更快速與廣泛的成長。
其中普及率最明顯的就是白光LED， 90年代末期在環(huán)保節(jié)能的背景下更被市場所期望著，同時(shí)也刺激了業(yè)者迅速研發(fā)相關(guān)的技術(shù)。就目前而言，白光LED主要的應(yīng)用包括了手機(jī)液晶背光照明和車用內(nèi)裝照明，單單是這些市場就已經(jīng)占了LED整體銷售量的25％左右。
另一方面關(guān)于照明應(yīng)用的部份，則處于剛起步的境界。一般建筑物的照明，往往占了整個(gè)消耗電力的20％，在日本，90年代已經(jīng)超過每年1,000億kWh。所以對于新一代節(jié)能型光源的期望相當(dāng)大，但遺憾的是到目前為止，白光LED還只能夠使用在相當(dāng)小的范圍。因?yàn)橄?mm的小型白光LED，無法像電燈泡或者螢光燈那樣，只用一個(gè)就能得到使用環(huán)境所需的光量。因此如果希望LED能夠跨足到建筑照明，在整體技術(shù)上則需要更大的突破才行。
高亮度白光LED基本結(jié)構(gòu)
白光LED基本上有兩種方式。一種是多芯片型，一種是單芯片型。前者是將紅綠藍(lán)三種led封裝在一起，同時(shí)使其發(fā)光而產(chǎn)生白光，后者是把藍(lán)光或者紫光、紫外光的LED作為光源，在配合使用螢光粉發(fā)出白光。前者的方式，必須將各種LED的特性組合起來，驅(qū)動(dòng)電路比較復(fù)雜，后者單芯片型的話，LED只有1種，電路設(shè)計(jì)比較容易。單芯片型進(jìn)一步分成兩類，一類是發(fā)光源使用藍(lán)光LED，另一類是使用近紫外和紫外光?，F(xiàn)在，市場上的白光LED大多數(shù)是藍(lán)光LED配合YAG螢光粉。
在過去，只有藍(lán)光LED使用GaN做為基板材料，但是現(xiàn)在從綠光領(lǐng)域到近紫外光領(lǐng)用的LED，也都開始使用GaN化合物做為材料了。并且伴隨著白光LED應(yīng)用的擴(kuò)大，市場對其效能的期待也逐漸增加。從單純的角度來看，高效率的追求一直都是被市場與業(yè)者所期待的。但是另一方面，演色也將會(huì)是一個(gè)重要的性能指標(biāo)，如果只是做為顯示用途的話，發(fā)光色為白色可能就已經(jīng)足夠了，但是從照明的用途來說，為了達(dá)到更高效率，如何實(shí)現(xiàn)與自然光接近的顏色就顯得非常必要了。
GaN作為高亮度LED基材 逐漸普及
在技術(shù)發(fā)展的初期，全球只有23家業(yè)者發(fā)展及生產(chǎn)GaN LED，但是到今天為止生產(chǎn)業(yè)者的數(shù)量已經(jīng)接近10家企業(yè)，因此在市場上也展開了激烈的競爭。與初期相比較之下，盡管今天已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了飛躍性的亮度提升，但是技術(shù)上即將面臨更困難的門檻，所以現(xiàn)在不管是學(xué)術(shù)界，還是企業(yè)界都在集中精力進(jìn)行技術(shù)和研究研發(fā)。以目前GaN LED整體的研發(fā)方向來看，大概分為，大電流化、短波長化，以及高效率化等等的發(fā)展方向。
至今生產(chǎn)GaN LED的業(yè)者數(shù)量已接近10家。
如何讓LED支持更大的電流
近年來，業(yè)者對于只需一顆就可達(dá)到相當(dāng)亮度的LED研發(fā)相當(dāng)積極，因此在這一方面的技術(shù)也就落在如何讓LED能夠支持更大的電流。通常30u㎡的LED最大可以驅(qū)動(dòng)30mA的電流，但是這樣的結(jié)果還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足市場的期望，所以目標(biāo)是需要將10倍以上的電流，導(dǎo)通到LED元件中。因此當(dāng)LED的面積尺寸可以擴(kuò)充到1m㎡時(shí)，那么緊接下來的工作便是如何讓電流值能夠達(dá)到350500mA，因?yàn)轵?qū)動(dòng)電壓是3V多，所以就可以有1W的電力能被流進(jìn)1m㎡的芯片面積。
而在發(fā)光演色的方面，雖然有這么大的功率輸入到GaN LED中，但是所投入電力的四分之三都無法轉(zhuǎn)換成光而形成熱量，因此LED就會(huì)出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象，這也會(huì)直接影響到LED的演色結(jié)果。因?yàn)長ED元件的基本特性是，如果溫度上升，發(fā)光效率就會(huì)下降以及造成演色性偏差，所以如何有效的釋放大量產(chǎn)生熱量的放熱技術(shù)成為了關(guān)鍵，因此將LED裝在熱傳導(dǎo)率大、熱容量大的材料上就成了相當(dāng)重要的問題，以目前來說大多是使用有價(jià)金屬或者陶瓷。
高亮度LED制程發(fā)展趨勢和高效率化技術(shù)
短波長帶來勵(lì)起光的高能量化 提升螢光粉的發(fā)光效
