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        2. 白光LED

          2015年2月12日

            993年,當時在日本Nichia Corporation(日亞化工)工作的中村修二(Shuji Naka mura)發明了基于寬禁帶半導體材料氮化鎵(GaN)和銦氮化稼(InGaN)的具有商業應用價值的藍光LED,這類LED在1990 年代后期得到廣泛應用。理論上藍光LED結合原有的紅光LED和綠光LED可產生白光,但白光LED卻很少是這樣造出來的。
            現時生產的白光LED大部分是通過在藍光LED(near-UV,波長450nm至470nm)上覆蓋一層淡黃色熒光粉涂層制成的,這種黃色磷光體通常是通過把摻了鈰的釔鋁石榴石(Ce3+:YAG)晶體磨成粉末后混和在一種稠密的黏合劑中而制成的。當LED芯片發出藍光,部分藍光便會被這種晶體很高效地轉換成一個光譜較寬(光譜中心約為580nm)的主要為黃色的光。(實際上單晶的摻Ce的YAG被視為閃爍器多于磷光體。)由于黃光會刺激肉眼中的紅光和綠光受體,再混合LED本身的藍光,使它看起來就像白色光,而其的色澤常被稱作“月光的白色”。這種制作白光LED的方法是由Nichia Corporation所開發并從1996年開始用在生產白光LED上。若要調校淡黃色光的顏色,可用其它稀土金屬鋱或釓取代Ce3+:YAG中摻入的鈰(Ce),甚至可以以取代YAG中的部份或全部鋁的方式做到。而基于其光譜的特性,紅色和綠色的對象在這種LED照射下看起來會不及闊譜光源照射時那么鮮明。另外由于生產條件的變異,這種LED的成品的色溫并不統一,從暖黃色的到冷的藍色都有,所以在生產過程中會以其出來的特性作出區分。
            另一個制作的白光LED的方法則有點像日光燈,發出近紫外光的LED會被涂上兩種磷光體的混合物,一種是發紅光和藍光的銪,另一種是發綠光的,摻雜了硫化鋅(ZnS)的銅和鋁。但由于紫外線會使黏合劑中的環氧樹脂裂化變質,所以生產難度較高,而壽命亦較短。與第一種方法比較,它效率較低而產生較多熱(因為StokesShift前者較大),但好處是光譜的特性較佳,產生的光比較好看。而由于紫外光的LED功率較高,所以其效率雖比較第一種方法低,出來的亮度卻相若。
            最新一種制造白光LED的方法沒再用上磷光體。新的做法是在硒化鋅(ZnSe)基板上生長硒化鋅的磊晶層。通電時其活躍地帶會發出藍光而基板會發黃光,混合起來便是白色光。

          來源() 作者()

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