由鎵（Ga）和氮（N）構成的化合物半導體。帶隙為3.45eV（用光的波長表示相當于約365nm），比硅（Si）要寬3倍。利用該特性，GaN主要應用于光元件。通過混合銦（In）和鋁（Al）調(diào)整帶隙，所獲得的和藍紫色半導體激光器等發(fā)光元件已經(jīng)實用化。
GaN由于帶隙較寬，可產(chǎn)生藍色和綠色等波長較短的光。藍色LED和藍紫色半導體激光器，采用了在GaN中添加In形成的InGaN。除了帶隙較寬以外，GaN還具有盡緣破壞電場高、電場飽和速度快、導熱率高等半導體材料的優(yōu)異特性。另外，采用HEMT（High ectron Mobility Transistor）構造的GaN類半導體元件，其載流子遷移率較高，適適用作高頻元件。原因是會產(chǎn)生名為“二維電子氣體層”的電子高速活動領域。而且，由于盡緣破壞電場要比Si和GaAs大，耐壓較高，可施加更高的電壓。因此，在手機基站等高頻功率放大器電路中采用GaN類HEMT的話，能夠進步電力附加效率，降低耗電。
最近，GaN作為逆變器及變壓器等電力轉(zhuǎn)換器使用的功率元件也極受期待。原因是與Si功率元件相比，GaN類功率元件可大幅降低電力損失。由于盡緣破壞電場較高，能夠通過減薄元件降低導通電阻，從而降低導通損失。
GaN類功率元件還有助于實現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換器的小型化。原因是與Si功率元件相比，GaN類功率元件能夠以高開關頻率工作，可縮小周邊部件的尺寸。另外，由于導熱率高，還可縮小冷卻機構。鑒于上述優(yōu)點，從事服務器、混合動力車和電動汽車以及白色家電業(yè)務的廠商等非常關注GaN類功率元件。據(jù)悉，2011年GaN類功率元件將有看配備于服務器電源。
倒裝芯片安裝（flip-chip bonding）
在底板上直接安裝芯片的方法之一。連接芯片表面和底板時，并不是像引線鍵合一樣那樣利用引線連接，而是利用陣列狀排列的，名為焊點的突起狀端子進行連接。與引線鍵合相比，可減小安裝面積。另外，由于布線較短，還具有電特性優(yōu)異的特點。主要用于對小型和薄型具有較高要求的便攜產(chǎn)品電路以及重視電特性的高頻電路等。另外為了將芯片發(fā)出的熱量輕易地傳遞到底板上，需要解決發(fā)熱題目的LED也有采用這種安裝技術的。
將收納于封裝中時假如采用倒裝芯片技術，發(fā)光層（發(fā)熱源）間隔封裝一側(cè)就較近。因此，輕易將LED芯片的熱量散發(fā)到封裝側(cè)。
另外，采用倒裝芯片安裝方法安裝LED芯片的話，發(fā)光層的光射出外部時不會受到電極的遮蔽。尤其是采用藍寶石底板的藍色LED等只在LED芯片一面設置電極的產(chǎn)品，其效果更為明顯。通過倒裝芯片安裝的LED的發(fā)光效率，與采用引線鍵合的安裝相比，可進步數(shù)十％。
用于LSI時可削減芯片面積
倒裝芯片安裝多用于LSI。原因是由于芯片整體擁有輸進輸出（I/O）端子，由此可縮小芯片面積。以前，采用通常使用的引線鍵合方法時，I/O端子在芯片四周，為了備齊所需的I/O數(shù)目，必須擴大芯片面積。倒裝芯片安裝方法無需引線的布線空間，所以可縮小封裝。另外還能降低電源噪聲，布線電感以及由電阻引起的電力損失。
采用倒裝芯片進步光提取效率
通過將位于發(fā)光層下部的藍寶石底板設置在上部，進步了光提取效率。
[1]
標準芯片／大型芯片（regular chip/large chip）
藍色LED和白色LED的標準芯片是收納于封裝內(nèi)的LED芯片，大體上一邊的尺寸為200～300μm。外形因用途而異，有正方形和長方形等。例如，小型液晶面板背照燈光源使用的白色LED大多配備長方形的藍色LED芯片。
相對于標準芯片，還有尺寸在1mm見方，面積為標準芯片10倍的大型芯片。另外，尺寸介于大型芯片和標準芯片之間，稱為“中型”的芯片也日漸增多。
以前，輸進功率超過1W的用具和大型背照燈用LED不使用標準芯片，而使用大型芯片。但最近安裝多個標準芯片以進步亮寧波餐飲美食網(wǎng)度的方法（多芯片型）越來越引人注目。目前在照明用途中，從最常用的輸進功率1W級的品種，到輸進功率超過10W品種的多芯片型均告實現(xiàn)，與采用大尺寸芯片的方法展開了競爭。泡也開始采用多芯片型，例如東芝照明技術2010年1月發(fā)布的產(chǎn)品，就采用了將56個標準芯片集成于一個封裝的白色LED。
通過重疊多個芯片減少特性不均
大輸出功率白色LED的實現(xiàn)方法包括使用1mm見方的大尺寸藍色LED芯片的方法，以及將多個約0.3mm見方的小尺寸藍色LED芯片收納于一個封裝內(nèi)的方法。使用多個小尺寸LED芯片，即使封裝內(nèi)的藍色LED芯片的發(fā)光特性不均，由于每個芯片的發(fā)光光譜疊加，所以不同封裝之間不輕易出現(xiàn)特性偏差。
多芯片型和大型芯片各有利弊。從照明用具廠商和用戶等使用方的角度來看，多芯片型的優(yōu)點是白色LED間的色差較少，散熱面廣。LED芯片目前仍存在發(fā)光波長不均的現(xiàn)象。通過使用多個芯片，可使發(fā)光波長均勻化，降低各個間的波長不均現(xiàn)象。此外還具有如下優(yōu)點：因LED芯片分散于封裝內(nèi)，不輕易發(fā)生熱集中現(xiàn)象，由于散熱性好，可輕松控制溫度上升。
光學設計（optical design）LED的用途包括指示器、液晶面板背照燈、照明用具以及前照燈等，范圍極廣。對白色LED的發(fā)光特性要求呈現(xiàn)出多樣化趨勢。另外，LED是，而且具有指向性較強的特點。要想滿足廣泛的用途要求，需要根據(jù)LED的這些特點，采用等光學部件，將屬于點光源且指向性強的LED光線轉(zhuǎn)變?yōu)樗诳垂鈱W特性的光學設計必不可少。光學設計將為LED增添價值。
日美歐的LED廠商正在瞄準背照燈，車載設備以及照明產(chǎn)品等新興市場擴大業(yè)務范圍。在新興市場上，與光學部件的組合使用，面向產(chǎn)品的安裝方法，產(chǎn)品整體的配光控制等越來越重要。LED廠商的目標是涉足這些領域，進步產(chǎn)品的附加值。
在照明用途領域，要想接近所期看的光學設計，不但要預備放射角各異的多種產(chǎn)品，LED廠商還在很多方面下了工夫。例如，德國歐司朗光電半導體實現(xiàn)了多種透鏡的使用。備有不同形式的高輸出功率白色LED和透鏡，將放射角各異的透鏡與白色LED相結(jié)合。在白色LED的封裝上開孔，以插進帶有突出的透鏡。這樣一來，白色LED的放射面和透鏡的光軸便可輕松結(jié)合在一起，而且一旦結(jié)合在一起，光軸就不會錯位。
面向新市場擴大業(yè)務領域
日美歐的LED廠商欲瞄準背照燈、車載設備以及照明產(chǎn)品等新市場擴大業(yè)務領域。在新市場上，與光學部件的組合使用、面向產(chǎn)品的安裝方法以及產(chǎn)品整體的配光控制越來越重要。LED廠商的目標是涉足這些領域，進步產(chǎn)品的附加值。
在液晶面板背照燈用途方面，在進行光學設計的基礎上，與LED組合使用以獲得均勻的面發(fā)光的光學部件變得越來越重要。
散熱（thermal design）
LED由于發(fā)光部較小，為局部熱源，因此必須充分考慮對該部分的散熱對策。LED亮度和壽命受溫度影響會發(fā)生大幅變化，因此假如散熱設計不完善，就無法獲得期看的特性。LED的溫度上升，正向電壓就會降低，不但會導致發(fā)光效率惡化，還會縮短壽命。照明用具和汽車車燈采用多個白色LED，使用了手機背照燈數(shù)百倍的光通量。為了增大電流，亮度越亮，就越需要采取各種散熱對策。溫度輕易升高的高功率產(chǎn)品，其封裝也需要采用具有耐熱性的珍貴材料，因此還會導致本錢增加。也就是說，散熱是關系到效率、本錢和壽命等多個方面的重要因素。
LED散熱主要是根據(jù)熱傳導原理傳遞熱量。因此，其構造為通過向多種材料傳遞熱量，逐步擴大受熱面積，終極向空氣中散熱。傳遞途中存在多種固體材料，材料間存在接觸部分。由于固體與固體的接觸面上存在的微小凹凸以及面的彎曲等，中間會產(chǎn)生縫隙，導致出現(xiàn)熱阻現(xiàn)象。如何抑制熱阻現(xiàn)象的出現(xiàn)是進步LED整體導熱性的關鍵。
熱傳導材料方面，具有熱擴散作用的材料尤為重要。充分利用將點的發(fā)熱擴大到面的材料，使元件整體保持均勻的溫度。簡而言之，熱源與其周邊幾乎沒有溫差的狀態(tài)是LED構造中最為理想的。
[2]
芯片→封裝→印刷底板巧妙散發(fā)熱量
要進步使用LED的產(chǎn)品的散熱性，必須將受電力輸進影響而溫度上升的LED芯片的熱量充分導出。為此，①在降低從芯片到封裝的熱阻的基礎上，還要②降低從封裝至印刷布線底板的熱阻，③為了散發(fā)印刷布線底板的熱量，最后還要預備一條將芯片熱量順利散發(fā)到空氣中的通道。
利用散熱片和散熱管防止LED燈過熱
豐田汽車的“雷克薩斯 LS600h”上配備的LED前照燈為了防止白色LED燈過熱，在各燈的背面設置了散熱片（a）。為了能更有效地散熱，還設置了散熱管，預防燈殼過熱（b）。通過這些措施，即使不使用基于冷卻扇的強制空冷，也可為白色LED燈散熱。
隨著高輸出功率封裝的采用不斷增加，近來，LED照明用具大多在印刷底板中使用金屬底板。不過，即便是金屬底板，確保充分散熱還是越來越困難。對此，散熱性高的新構造底板方案被提了出來。
例如，電氣化學產(chǎn)業(yè)研究的“AGSP底板”采用在熱傳導較高的盡緣樹脂中嵌進Cu突起，將LED的熱量經(jīng)過Cu突起散發(fā)到安裝面的另一側(cè)。假如讓散熱片和外殼能夠接觸，即可實現(xiàn)有效散熱。該公司表示，假如是相當于40W白熾燈的LED，采用金屬底板即可充分散熱，但假如安裝的是相當于100W白熾燈的LED，還是AGSP底板更有效。Cu突起的直徑相對于LED芯片可實現(xiàn)足夠大的4mm左右。
散熱性優(yōu)異的AGSP底板
由電氣化學產(chǎn)業(yè)與大和產(chǎn)業(yè)開發(fā)。右為安裝LED封裝的示例。經(jīng)過Cu突起將LED元件的熱量散發(fā)到底板里側(cè)。
此外，作為高輸出功率LED用底板，還有在熱傳導率較高的AlN板上印刷Ag膏的陶瓷底板。
[3]
封裝材料（packaging materials）
將LED芯片安裝到封裝中時，為了將LED芯片發(fā)出的光提取到封裝外部，封裝的一部分或者大部分采用透明材料。透明材料使用的是環(huán)氧樹脂和硅樹脂，最近還在開發(fā)玻璃材料。環(huán)氧樹脂用于作為指示器和小型液晶面板背照燈光源使用的、輸出功率較小的LED。而硅樹脂則用于輸出功率較大的LED。
硅樹脂與環(huán)氧樹脂相比，可抑制材質(zhì)劣化后光透射率的下降速度。用于照明用具和大尺寸液晶面板背照燈等的高輸出功率產(chǎn)品幾乎全部采用基于硅樹脂的封裝技術。針對波長為400nm～450nm的光，環(huán)氧樹脂最多會吸收數(shù)％，而硅樹脂還不到1％。樹脂的劣化速度也相對緩慢。有LED廠商稱，采用環(huán)氧樹脂的話，到達亮度減半時的壽命最多為1萬小時，而采用硅樹脂，亮度減半所需的時間延長到了4萬小時。順便提一下，4萬小時的元件壽命與照明產(chǎn)品的設計壽命相同，因此照明產(chǎn)品的設計壽命期間無需更換白色LED。
采用硅樹脂作為封裝材料，使用一萬小時也幾乎不會發(fā)生劣化
大輸出功率白色LED中，假如LED芯片的封裝材料使用硅樹脂，400nm左右的光的透射率比環(huán)氧樹脂高，而且點亮一萬小時后亮度也幾乎不會發(fā)生劣化（a）。另一方面，由于環(huán)氧樹脂吸收短波長的光，材質(zhì)劣化導致透射率下降，因此亮度明顯降低（b）?！ 〔捎貌ＡР牧?，其劣化抑制效果比硅樹脂還要高。豐田合成等著手進行了研究，在陶瓷底板上設置金（Au）突起，在其上面安裝藍色LED芯片，然后利用混合了黃色熒光體的無機玻璃材料封裝藍色LED芯片整體。由于全部由無機材料構成，因此可靠性較高。
[4]
熒光體（fluorescent materials）
在藍色LED和近紫外LED等LED元件中，為了獲得白色光等LED芯片本身發(fā)光色以外的光，需要使用熒光體。為形成白色LED而與藍色LED芯片組合使用的熒光體包括，黃色熒光體、黃色熒光體與紅色熒光體的組合、以及綠色熒光體與紅色熒光體的組合等……
在藍色LED和近紫外LED等LED元件中，為了獲得白色光等LED芯片本身發(fā)光色以外的光，需要使用熒光體。為形成白色LED而與藍色LED芯片組合使用的熒光體包括，黃色熒光體、黃色熒光體與紅色熒光體的組合、以及綠色熒光體與紅色熒光體的組合等。熒光體材料包括YAG（釔·鋁·石榴石）系、TAG（鋱·鋁·石榴石）系、SiAlON系以及BOS（原硅酸鋇）系等。
利用藍色LED芯片和熒光體構成白色LED時，一般采用（1）將熒光體與樹脂材料混合，覆蓋到藍色LED芯片上；（2）將混合了熒光體的膜貼到藍色LED芯片上；（3）在藍色LED芯片的發(fā)光面上直接涂布熒光體等方法。其中（1）的方法最為常用。
最近比較引人關注的是方法（3）。假如采用在LED芯片上直接涂布熒光體的構造，則只有LED芯片表面部分存在熒光體。由此，通過芯片表面部分后的光不會由于熒光體而發(fā)生漫射現(xiàn)象。另外，還能從同一個面上放射藍色和黃色光。尤其是組合使用透鏡時，具有可獲得非常完美的配光等優(yōu)點。德國歐司朗光電半導體等采用的就是該方法。
抑制熒光體的光漫射
由日本電氣化學產(chǎn)業(yè)與大和產(chǎn)業(yè)開發(fā)。右為安裝LED封裝的示例。經(jīng)過Cu突起將LED元件將熒光體直接涂布到芯片上的構造與采用原有構造但改變熒光體粒子大小的方法進行的比較。
以前在封裝LED芯片時，采用的是在安裝到LED芯片表面的透明硅樹脂中混合熒光體的方法。采用該方法，根據(jù)熒光體發(fā)生變化的光波在碰到其他熒光體時會發(fā)生漫射。在反復發(fā)生漫射的過程中，會導致光衰減。
白色LED（white light emitting diodes）
白色LED指將多種不同波長的光疊加輸出白色光線的二極管。主要用于液晶面板的背照燈光源、照明光源、霓虹燈、指示器光源以及汽車前照燈光源等，應用范圍較廣。由于耗電量低且壽命長，因此可代替熒光管和白熾燈成為新一代光源而備受期待。白色LED中，加強紅色調(diào)，發(fā)光顏色與白熾燈相似的品種稱為燈泡色LED。
從2008～2009年前后開始，發(fā)光效率超過80lm/W和100lm/W的白色LED相繼面世，實際使用時的光利用效率超過了熒光燈。由此照明用白色LED的可能性一舉進步。LED廠商和LED照明的業(yè)界團體，已經(jīng)制定了今后進一步進步高輸出功率產(chǎn)品的發(fā)光效率的發(fā)展藍圖。
白色LED單位亮度的價格在逐年降低。例如與熒光燈相比，獲得1lm光通量的光源價格，2005年時白色LED約高出100倍，但LED廠商通過增加生產(chǎn)設備，進步成品率，將單位亮度的價格現(xiàn)在控制在了熒光燈的2倍以內(nèi)。
[5]
將藍色LED等與熒光材料相組合
白色光的實現(xiàn)方法大體分為三種。第一，用藍色LED芯片發(fā)出的光線照射熒光體得到白色光。第二，將近紫外LED芯片發(fā)出的光線照射多種熒光材料使得光線混合成白色。第三，使R(紅色)，G（藍色），B（藍色）三色LED同時發(fā)光混色而成。
不斷進步的白色LED效率
日亞化學產(chǎn)業(yè)的量產(chǎn)白色LED的發(fā)光效率變化圖。包括脈沖發(fā)光產(chǎn)品在內(nèi)。
其中的主流方法是利用藍色LED芯片的白色LED。熒光材料包括采用黃色熒光材料、在黃色熒光體中加進紅色熒光體的材料、以及組合了綠色熒光體和紅色熒光體的材料等。例如使用黃色熒光體時，用藍色光的一部分照射熒光體，輸出黃色光，再混合藍色和黃色而獲得白色光。此時，紅色光較弱，所以只能得到近似白色光；由于色溫較高，因此形成的是藍白光（色溫較高的光）。這一題目可寧波豐胸網(wǎng)通過使用紅色熒光體減輕。假如進一步加強紅色熒光體發(fā)的光，就會形成與白熾燈相接近的光（燈泡色LED）。另外，利用近紫外LED芯片的白色LED，其發(fā)光光譜更輕易接近自然光。
藍色LED
指藍色。發(fā)光波長的中心為470nm前后。用于照明用具和指示器等藍色顯示部分的光源、的藍色光源以及液晶面板的背照燈光源等。與熒光體材料組合使用可得到白色光。目前的白色LED一般采用藍色LED與熒光材料相組合的構造。
藍色LED得以廣泛應用的契機，是日亞化學產(chǎn)業(yè)于1993年12月在業(yè)內(nèi)首次開發(fā)出了光強達1cd以上的品種。而在此之前，還沒有藍色純度較高且具有實用光強的LED。因此，采用LED的大尺寸顯示屏無法實現(xiàn)全彩顯示。
藍色LED的材料使用氮化鎵（GaN）類半導體。以前曾盛行用硒化鋅（ZnSe）類半導體開發(fā)藍色LED，但自從1993年12月采用GaN類半導體的高亮度藍色LED被開發(fā)出來后，藍色LED的主流就變成了采用GaN類半導體的產(chǎn)品。
羅姆的藍色LED的發(fā)光情景。
藍色LED的構造為，在藍寶石或者SiC底板等的表面上，重疊層積氮化鋁（AlN）半導體層和GaN類半導體層。在稱為活性層、發(fā)藍色光的部分設置了使p型GaN類半導體層和n型GaN類半導體層重疊的構造。
pn結(jié)是制作所必須采用的構造。在使用GaN以外材料的紅色等LED中，pn結(jié)很早以前就是主流構造。而在1993年高亮度藍色LED面世之前，采用GaN類材料難以實現(xiàn)pn結(jié)。原因是制成n型GaN類半導體層雖較為簡單，但p型GaN系半導體層的制作則較為困難。之后，通過對在p型GaN類半導體層和n型GaN類半導體層之間配置的GaN類半導體層采用多重量子阱構造，并進一步改善GaN類半導體層的質(zhì)量，光強獲得了大幅進步。
綠色LED
發(fā)射綠光的二極管。發(fā)光中心波長在560nm左右。用于霓虹燈和指示器、LED顯示器的光源以及液晶面板的背照燈光源等。
綠色LED與紅色LED及藍色LED相比，被以為尚有較大的改進余地。組合紅色LED、綠色LED和藍色LED構成LED顯示器或液晶面板的背照燈光源時，為了調(diào)制成亮度高且均衡的白色，考慮到人眼的視覺靈敏度，RGB三色LED光量的分配比例需為約3:6:1或者約3:7:1。因綠色LED的亮度不足，因此必須使用多個綠色LED來進步輸出功率。綠色LED主要使用的GaN類半導體材料比用于藍色LED時的效率低，輸進相同的電力，光輸出功率較低。
這種狀況開始出現(xiàn)改觀。日本國內(nèi)外的大學和LED芯片廠商等已開始著手研究通過改變GaN結(jié)晶的成長面，來大幅進步效率。假如GaN類半導體的結(jié)晶面得以改變，有可能會將綠色LED的效率進步至目前的2倍以上。
目前銷售的GaN類半導體綠色LED效率低下的原因主要在于壓電場。壓電場是指因結(jié)晶構造的應力而導致的壓電極化所產(chǎn)生的電場。市場上銷售的綠色LED多是以GaN結(jié)晶的極性面c面（0001）為成長面，以其法線方向（c軸）為成長軸的層積GaN類半導體層等。通過改變成長軸來減弱壓電極化，以與GaN類結(jié)晶的c面垂直的稱為a面或m面的非極性面，或者相對于c面傾斜的半極性面為成長面，以每個面的法線方向為成長軸的綠色LED的研究非?；钴S。
[6]
紅色LED 發(fā)射紅光的二極管。發(fā)光中心波長在620～630nm左右。主要用于霓虹燈、指示器、汽車尾燈和信號機等中的紅色顯示部分的光源、LED顯示器的紅色光源以及液晶面板的背照燈光源等，應用范圍廣泛。
目前，紅色LED的主流材料是A lInGaP化合物半導體。AlInGaP因使用Al，Ga，In和P這4種元素，所以稱為4元材料。在LED領域4元材料一般就是指AlInGaP。不僅僅是紅色，AlInGaP還涵蓋了從紅色到黃色的波長范圍。
進進20世紀90年代后AlInGaP的亮度迅速增加。這是由于以法為代表的氣相外延成長技術取得進步，結(jié)晶的質(zhì)量得以進步的結(jié)果。而在AlInGaP面世以前，GaAs類半導體為主流材料。采用的是液相外延成長技術。
羅姆的紅色LED的發(fā)光情景
紅色LED與藍色LED及綠色LED相比，驅(qū)動電壓和溫度特性有所不同。這是由于半導體材料不同，紅色LED采用AlInGaP，而藍色LED和綠色LED采用GaN類材料。驅(qū)動電壓（正向電壓）方面，紅色LED為2V以上，而藍色LED和綠色LED為3V以上。溫度特性方面，紅色LED的輸出功率會因溫度影響而發(fā)生較大的變化，高溫時輸出功率的降低比綠色LED和藍色LED要明顯。因這些特征上的差異，液晶面板的背照燈和LED顯示器等組合使用紅色LED、藍色LED和綠色LED時就需要采取相應的措施。例如，利用色彩傳感器監(jiān)測紅色LED的特性變化，還需要進步LED的散熱性能等。
※InGaN和AlInGaP在綠色波長帯的外部量子效率均大幅下降。
紫外LED
發(fā)射紫外光的二極管。一般指發(fā)光中心波長在400nm以下的LED，但有時將發(fā)光波長大于380nm時稱為近紫外LED，而短于300nm時稱為深紫外LED。因短波長光線的殺菌效果高，因此紫外LED常用于冰箱和家電等的殺菌及除臭等用途……
發(fā)射紫外光的二極管。一般指發(fā)光中心波長在400nm以下的LED，但有時將發(fā)光波長大于380nm時稱為近紫外LED，而短于300nm時稱為深紫外LED。因短波長光線的殺菌效果高，因此紫外LED常用于冰箱和家電等的殺菌及除臭等用途，以及與熒光體組合發(fā)出可視光的LED等用途。例如將紅色、綠色和藍色熒光體與紫外LED組合，可獲得白色LED。
紫外LED主要采用GaN類半導體。產(chǎn)品方面，日亞化學產(chǎn)業(yè)上市了發(fā)光中心波長從365nm～385nm不等的品種，Nitride Semiconductor上市了發(fā)光中心波長為355nm～375nm不等的品種。
日亞化學產(chǎn)業(yè)2002年發(fā)布的紫外LED
LED芯片的尺寸為1mm×1mm，為普通LED的10倍，而且收納于具有金屬封裝內(nèi)。
波長不足300nm的深紫外LED的開發(fā)活動也很活躍。2008年理化學研究所和松下電工曾公布，采用GaN類半導體的InAlGaN開發(fā)出了發(fā)光中心波長為282nm，光輸出功率為10mW的深紫外LED。波長更短的深紫外LED方面，NTT物性科學基礎研究所采用AlN材料開發(fā)出了發(fā)光中心波長為210nm的深紫外LED。
紅外LED
發(fā)射紅外光線的二極管。一般指發(fā)光中心波長超過700nm的LED。多用作遠控器和紅外線通訊的光源、測距傳感器光源、光電耦合器光源以及打印機機頭的光源等。紅外LED使用AlGaAsP等GaAs類半導體材料。
紅外LED的正向電壓約為1.5V。與紅色LED的2V以上和藍色LED的3V以上相比要低。
紅外LED的歷史悠久。1962年就發(fā)現(xiàn)了利用以GaAs為代表的III-Ⅴ族化合物半導體的pn結(jié)可放射出相當于紅外光的電磁波的現(xiàn)象。
壓電電場（piezoelectric fields）
根據(jù)結(jié)晶構造的應力而產(chǎn)生的壓電極化而發(fā)生的電場。是導致以InGaN等GaN類半導體為發(fā)光層的藍色LED和綠色LED的外部量子效率降低的原因之一。該現(xiàn)象不僅限于LED，作為降低藍紫色半導體激光器耗電量的技術、以及實現(xiàn)綠色半導體激光器的技術如何避免壓電電場的出現(xiàn)備受關注。
市場上銷售的InGaN類以GaN結(jié)晶的極性面c面（0001）為生長面，以其法線方向（c軸）為生長軸，在基片上層積InGaN層等。此時，生長軸c軸方向就會產(chǎn)生壓電電場。由于該原因，注進發(fā)光層的電子和空***分離，導致促成發(fā)光的再結(jié)合的出現(xiàn)率下降。內(nèi)部量子效率由此降低，從而導致外部量子效率降低。
c軸方向產(chǎn)生壓電電場，是由于InGaN層的結(jié)晶構造歪曲變形導致出現(xiàn)了壓電極化。構成InGaN層的InN和GaN的a軸方向的晶格常數(shù)存在的差距是產(chǎn)生變形的原因。除了發(fā)生壓電極化外，InGaN層在結(jié)晶構造上還會產(chǎn)生自發(fā)極化。不過，壓電極化產(chǎn)生的電場較大，自發(fā)極化產(chǎn)生的電場與壓電電場相比非常小。
在半極性面和非極性面上制作LED時的優(yōu)點
目前市場上銷售的發(fā)光層采用InGaN的藍色LED和綠色LED，是沿GaN的c面（0001）的法線（c軸）方向生長結(jié)晶的。不過，生長方向c軸方向上會產(chǎn)生壓電電場，從而導致發(fā)光效率降低等。假如在相對于c面垂直的a面和m面等非極性面的法線（a軸，m軸）方向，或者相對于c面傾斜的半極性面的法線方向生長結(jié)晶，即可減弱壓電電場對生長軸方向的影響。
壓電電場沿c軸方向產(chǎn)生，因此假如將InGaN層的生長軸設置在偏離c軸的方向上的話，壓電電場對生長軸方向的影響就會減弱，由此可進步外部量子效率。因此，以與GaN結(jié)晶的c面垂直，名為a面和m面的非極性面，或者相對于c面傾斜的半極性面為生長面，以每個面的法線方向為生長軸來制造InGaN類LED的研究活動越來越活躍。
可見光通訊（visible light communications）
指利用肉眼看得見的“可視光”傳遞信息的通訊技術。主要利用照明用具和信號機等顯示設備以及汽車車燈等配備發(fā)光二極管(LED)的設備發(fā)出的可視光，通過改變其頻率，或令其閃爍來發(fā)送數(shù)據(jù)。優(yōu)點是不存在利用無線通訊時需要的頻率分配題目。在通訊速度上，LED燈遠遠高于熒光燈。
發(fā)光場所明確的可見光通訊
可見光通訊擁有四大優(yōu)點。第一，使用可視光檢測位置，位置精度之高是電波盡對無法超越的。第二，能夠以低價格實現(xiàn)高速傳輸。第三，能夠有效利用照明設備等已有基礎設施。第四，由于能夠看見發(fā)光場所和行進方向，因此能夠清楚知道信息將傳送到哪里，以及是從哪個方向傳來的。圖根據(jù)慶應義塾大學的資料制作。
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