
燈光工程中白色LED光源發展
1993年利用氮化鎵(GaN)的高亮度藍色LED開發不久,就開始了作為照明光源用的白色化研發,F實中大多數白色LED都是采用藍色LED與黃色熒光體補色混合而成的類似白色(見圖2)。為了改善達到白色的質量,由藍色LED與黃色•紅色的熒光體或綠色•紅色的熒光體組合成多熒光體的形式;蛘卟捎糜裳垡姴坏降慕贤饩LED,激勵三原色(紅、綠、藍)熒光體的形式。此外,還有將三原色LED芯片集成的方式。但這些并非合適一般的照明應用。從而,必須由基本的熒光體向白色光轉換,其變換效率的提高及向外部輸出光效率的提高,同時改善材料的使用壽命,都是今后研發的重要課題。
降低LED結合部的溫度,在微小器件的安裝中散熱設計對LED的性能也很重要。LED的現狀是:將蔚藍色(藍寶石)基板上的GaN結晶成長,制作成器件。為達到更高的散熱效果,正考慮采用導熱性優的GaN整塊結晶體作為基板。在高速下廉價的GaN結晶基板制作技術的研發,已取得新能源開發機構(NEDO)的支持。對下一代高效率高品質照明基礎技術開發項目等已經立項并著手研究,對利用GaN結晶面方位能帶間隙(band-gap)變化的多色發光器件也進行了探討。這種不用熒光體的白色化新方法正引人注目。
白色LED照明器械中,燈具還像原來那樣,更換時將LED封入燈泡內或熒光燈直管內。市場上銷售的白色LED如圖3所示。另一方面,從下照燈(down-light)和頂棚燈(ceiling-light)等開始,作為LED專用燈具而設計的照明器械不斷涌現。不僅從節能和散熱等的安全性,而且從有效利用LED原有特色的光環境設計等方面,均為更值期待的研制方向。LED光源可簡單調光,因為多元素的物質色溫能調節,故可以創建更理想的光環境設計。
不僅是家庭照明,在室外等公共場所的LED照明技術也在不斷推進,F已能制造大規模集成LED芯片的高亮度照明器械。作為其一例,嘗試在高速公路隧道內采用LED燈照明。與原來的鈉燈和熒光燈比較,由于有更多數的燈具分散配置,力求路面照度均勻化的同時,借助配光特性的優化,可望視覺確認性的較大提高。
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