1 简介
半导体照明是21世纪最具发展前景的高技术领域之一,上世纪九十年代以来,随着以GaN和SiC为代表的第三代半导体的兴起,蓝色和白色发光二极管相继研究成功,使实现半导体白光LED照明成为可能。大功率白光LED作为半导体光源,相比传统照明光源,有节能、寿命长、绿色环保、使用电压低、开光时间短等特点。大功率白光LED技术迅速发展,有着极为广阔的应用前景,而器件的可靠性是实现其广泛应用的保证。
2 大功率白光LED的应用
大功率白光LED主要用在照明市场,需根据不同的要求专门设计产品。主要可以归纳为在以下几个方面的应用:
(1)景观照明市场:包括建筑装饰、室内装饰、旅游景点装饰等,主要用于重要建筑、街道、商业中心、名胜古迹、桥梁、社区、庭院、草坪、家居、休闲娱乐场所的装饰照明,以及集装饰与广告为一体的商业照明。
(2)汽车市场:车用市场是LED运用发展最快的市场,主要用于车内仪表盘、空调、音响等指示灯及内部阅读灯,车外的第三刹车灯、尾灯、转向灯、侧灯等。
(3)背光源市场:LED作为背光源已经普遍运用于手机、电脑、便携式电子产品等。
(4)户外大屏幕显示和交通信号灯。由于LED具有亮度高、寿命长、省电等优点,在金融、证券、交通、机场等领域备受青睐。尤其是在全球各大型体育馆几乎已经成为标准设备。
(5)特殊照明和军事运用:由于LED光源具有抗震性、耐潮性、密封性等特点,以及热辐射低、体积小、重量轻等优点,可以广泛应用于防爆、野外作业、矿山、军事行动等特殊工作场所或恶劣的工作环境中。
(6)其他应用:还可应用在玩具、礼品、手电筒、圣诞灯等轻工业产品之中。作为全球轻工业产品的重要生产基地,我国对LED有着巨大的市场需求。
3 大功率白光LED的可靠性研究
由于大功率LED应用已经广泛开展,半导体照明材料的突出优点:节能,绿色环保,高效,寿命长,后期维护成本低廉,相比较传统的光源有着十分诱人的特点,但在实际的应用过程中,LED的性能并没有像人们预期的那样表现出来,而是出现了各种各样的问题。比如说,寿命长这一突出特点,理论估计为十万小时,但在实际的使用条件下,才有几千小时。因此,大功率白光LED要想得到长远的发展,并且最终能够替代传统光源,其可靠性的研究是必须且紧迫的。
通常LED可靠性研究大致可以分为两个方向: