1? 簡介
半導體照明是21世紀最具發展前景的高技術領域之一,上世紀九十年代以來,隨著以GaN和SiC為代表的第三代半導體的興起,藍色和白色發光二極管相繼研究成功,使實現半導體白光LED照明成為可能。大功率白光LED作為半導體光源,相比傳統照明光源,有節能、壽命長、綠色環保、使用電壓低、開光時間短等特點。大功率白光LED技術迅速發展,有著極為廣闊的應用前景,而器件的可靠性是實現其廣泛應用的保證。
2? 大功率白光LED的應用
大功率白光LED主要用在照明市場,需根據不同的要求專門設計產品。主要可以歸納為在以下幾個方面的應用:
(1)景觀照明市場:包括建筑裝飾、室內裝飾、旅游景點裝飾等,主要用于重要建筑、街道、商業中心、名勝古跡、橋梁、社區、庭院、草坪、家居、休閑娛樂場所的裝飾照明,以及集裝飾與廣告為一體的商業照明。
(2)汽車市場:車用市場是LED運用發展最快的市場,主要用于車內儀表盤、空調、音響等指示燈及內部閱讀燈,車外的第三剎車燈、尾燈、轉向燈、側燈等。
(3)背光源市場:LED作為背光源已經普遍運用于手機、電腦、便攜式電子產品等。
(4)戶外大屏幕顯示和交通信號燈。由于LED具有亮度高、壽命長、省電等優點,在金融、證券、交通、機場等領域備受青睞。尤其是在全球各大型體育館幾乎已經成為標準設備。
(5)特殊照明和軍事運用:由于LED光源具有抗震性、耐潮性、密封性等特點,以及熱輻射低、體積小、重量輕等優點,可以廣泛應用于防爆、野外作業、礦山、軍事行動等特殊工作場所或惡劣的工作環境中。
(6)其他應用:還可應用在玩具、禮品、手電筒、圣誕燈等輕工業產品之中。作為全球輕工業產品的重要生產基地,我國對LED有著巨大的市場需求。
3? 大功率白光LED的可靠性研究
由于大功率LED應用已經廣泛開展,半導體照明材料的突出優點:節能,綠色環保,高效,壽命長,后期維護成本低廉,相比較傳統的光源有著十分誘人的特點,但在實際的應用過程中,LED的性能并沒有像人們預期的那樣表現出來,而是出現了各種各樣的問題。比如說,壽命長這一突出特點,理論估計為十萬小時,但在實際的使用條件下,才有幾千小時。因此,大功率白光LED要想得到長遠的發展,并且最終能夠替代傳統光源,其可靠性的研究是必須且緊迫的。
通常LED可靠性研究大致可以分為兩個方向: