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在1962年，通用電氣的高級半導(dǎo)體化合物實驗室發(fā)明了第一個實用的可見光光譜的LED。這個LED由p-n同質(zhì)結(jié)構(gòu)的GaAsP組成。在接下來幾年中，這種技術(shù)持續(xù)改善，在六十年代晚期商用的紅光LED出現(xiàn)。然而第一個商用LED的效率很低，才0.1流明每瓦。在過去三十年中研究人員持續(xù)改善該技術(shù)，取得了高效率，發(fā)光光譜也日益擴大，使用了新的III-V族化合物，今天市場上也出現(xiàn)了高亮度LED陣列。LED的發(fā)射光譜是離散的，目前可以制造的發(fā)光光譜分布在紫外、可視和紅外區(qū)域。
使用單顆LED是很難進入常規(guī)照明市場的，因為它們無法發(fā)出白光。為了得到一般照明用的白光，某個特定光譜必須轉(zhuǎn)化為白光或者多個光譜混合成白光。目前的白光LED主要采用兩種方法獲得：1）熒光粉技術(shù)；2）多種顏色混合。圖 2.6顯示了這兩個白光LED技術(shù)的結(jié)構(gòu)。目前也有同時應(yīng)用了熒光粉和多顏色混合技術(shù)的白光LED。
該熒光粉LED通過熒光粉將藍光轉(zhuǎn)化為白光。另一方面，通過多種顏色混合的LED封裝把紅綠藍光按比例輸出，混合成了白光。
在熒光轉(zhuǎn)換藍光LED中，LED所發(fā)的藍光波長大概為460nm，有一些光直接發(fā)出來，另外一些光通過熒光粉進行下轉(zhuǎn)換，波長從460nm（藍）變成更長的波長（比如綠、黃、紅）并合成白光。日亞是第一個采用這種方法生產(chǎn)這種白光LED的公司，1997年就推出了商業(yè)化的產(chǎn)品。自此以后其他制造商也采用了這種方法來制造白光LED，一些制造商還通過在封裝時添加二次熒光粉成功降低了色溫，提高了顯色指數(shù)，不過增加了封裝成本。按這種技術(shù)封裝出來的暖白光LED模塊效率在72 lm/W，色溫為3000K。
熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED（PC-LED）制造商遇到的一個問題是很難保持均勻的質(zhì)量，主要是由于LED的發(fā)光波長和熒光粉經(jīng)常發(fā)生自然變異（natural variations）。PC-LED對光功率、峰值發(fā)射波長、溫度和光學(xué)特性都比較敏感。對許多LED應(yīng)用來說，這都是一個很大的問題。
雖然熒光粉技術(shù)在不斷改善，但 Stokes損耗是不可避免的。因此有些制造商把目光轉(zhuǎn)向了顏色混合白光LED，人們相信這種方法能夠生產(chǎn)出高效的LED。這種LED在封裝時，多個不同發(fā)光波長的芯片封在一起產(chǎn)生了白光，現(xiàn)實中這種方法是有效的，能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量高效白光。舉個例子，三種顏色能夠制造出CCT= 4100K 、CRI=80，電子流明效率大概為198 lm/We的白光LED。這種方法的優(yōu)點是不需要用到熒光粉，避免熒光粉轉(zhuǎn)換過程中的能量損失。該方法的大挑戰(zhàn)來自綠光的發(fā)光效率，終限制了整體的效果，另一個缺點是增加了器件的復(fù)雜性，該技術(shù)要求多芯片封裝和復(fù)雜的光學(xué)器件。還需要顏色控制補償反饋電路來控制不同退化和熱特性的離散LED芯片。
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