白光LED灯应用及发展

郭宗辉

白光LED灯是LED的新生产品，在多个领域有广大的应用，将会成为主要的发光光源，其未來发展主要分为无机材料LED和有机材料LED（WOLED），尤其是有机材料LED，在化学和材料学上发展的基础上，更是具有高可靠性、高功率性和价格低廉等特点。

【关键词】无机材料LED 有机材料白光LED （WOLED）

在今天中国降低耗能、绿色环保等要求下， LED灯被公认为是一种可以替代其他照明的光源。目前市场上常见的光源是白炽灯和卤钨灯或者是荧光灯，因为它们的光效较高，现在led灯的光效也在提高，未来可以达到150～200流明/瓦，而白光LED是最被看好的LED新兴产品，因为白光LED具有、发热量更低、体积更小、寿命更长、反应速度更快、耐冲击等优点。

1 无机LED发光机理与发展

在1907年，赫·德劳文德首次发现无机晶体电致发光。一直到1998年白光LED的光效只有5lm/W，1999年达到15lm/W，与一般家用白炽灯相近。2000年时白光LED的光效达25lm/W，与卤钨灯相近。2015年时，白光LED的光效达到150～200lm/W。第一个商品化的白光LED是1996年日本日亚化学公司开发白光LED。

白光LED灯封装了GaN芯片和钇铝石榴石（YAG），GaN芯片发蓝光，YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄光。蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与黄光混合，根据光复合理论可以得到白光。通过荧光粉将LED发出的较短波长的光（如蓝、紫光）转变为波长较长的可见光（如黄、红、绿、蓝光），再将不同颜色光的复合得到白光。

2 有机LED发光机制与发展

有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED），由美国教授邓青云发现，从此就开始了了对有机发光二极管的研究与开发。有机发光二极管因为有自发光的能力，可以通过运用玻璃基板以及薄有机材料涂层，给OLED通电流，就可以使有机材料发出白光。OLED器件的发光光谱只有很小一部分可见光，所占比例很小，所以可以通过激发一层的荧光粉，然后所有长波光谱通过混合就可得到白光。通过对组成器件的有机电致发光材料进行调整和化学修饰，可以很简单的使WOLED的发射光谱更大的可能产生我们感觉的自然的白光光谱。一般情况下，材料技术更快发展将使我们更能发明出廉价环保光效高的新照明光源。图1展示了WOLED不同的发光机理。

有机发光二极管可以从1994年Kido等人成功地发明了白色发光OLED器件开始，它的有机材料是包含聚乙烯基咔唑（PVK）掺杂蓝色、绿色、橙色发光染料等，光效为为0.83 lm/w 。2003年，WOLED取得了15 lm/w的效率，在效率上第一次超越了当时个人家庭中主要光源的白炽灯。2006年，WOLED的效率达到了60 lm/w的重要基准线。2008年，实验室条件下已经制得了效率超过100 lm/w的WOLED。到2013年，LG电子全球首次发布LG曲面OLED电视，这是WOLED在生产领域的一个重大的应用，开发了更大的领域。

近几年中，随着新材料和新技术的进步，白光LED逐步引起的重视，正快速地增长，在提高它的发光效率和可靠性的同时，再降低材料成本，就可以使WOLED更普遍的应用到照明领域。

参考文献

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作者单位

山东电子职业技术学院 山东省济南市 250200