白光LED及相关照明器件工艺技术研究

【摘要】： 随着LED效率的迅速提高和成本的不断下降，特别是白色LED的问世，使得发光二极管由显示、指示向照明领域迅速扩展，专家预计LED将成为继白炽灯、荧光灯之后的第三代照明光源。固态光源取代传统真空光源如同晶体管取代传统真空电子管一样是破坏性技术创新，将引起照明领域的一场革命。本文的主要工作是研究白光发光二极管及相关的工艺技术。取得的主要结果如下： 1，研制了两种白光LED用的高效荧光粉，其一是稀土激活的铝酸盐荧光粉(Y_(3-x-y)Gd_y)(Al_(5-z)Ga_z)O_(12)：Ce_x~(3+)，其二是稀土激活的硫化物荧光粉CaS：Eu~(2+)。 2，利用自己研制的荧光粉制备出国内首只白光LED单管，其发光强度达到2890mcd，显色指数为81，色坐标为x=0.29，y=0.33。色坐标和显色指数超过当时(2001年)国外产品水平。 3，研制出国内首只大功率集成化LED光源，研制的集成化白光LED光源的功率为5W，流明效率为12.6Lm／W，显色指数为CRI=80.6，功率水平和显色指数超过了美国固态照明光源发展规划预期2007年将要达到的技术指标； 4，在国际上率先研究了以Al_2O_3和SiC为衬底的GaN基蓝光LED的老化特性，提出了造成Al_2O_3衬底蓝光LED快速光衰是由于过渡层和n-GaN层中电流密度过高造成的。用单指数函数拟合了发光二极管的光衰减曲线[I=I_1+I_2exp(t/τ)]，这个关系式可以给出三个信息：稳定光强、衰减光强、衰减速度，提出了更加合理的评价LED老化性能的方法。 5，将现有的LED技术在国防和国民经济建设当中得到充分地应用，即“白光发光二极管面阵均匀照明器”和“载人飞船空中交会对接合作标志器”。