關鍵詞：AC LED光源；晶粒；交錯矩陣式；排列

　　LED光源作為綠色、節能、省電、長壽命的第四代照明燈具而異軍突起、廣受關注、如火如荼地迅速發展。目前的LED光源是低電壓（VF=2→3.6V）、大電流（IF=200→1500mA）工作的半導體器件，必須提供合適的直流流才能正常發光。直流（DC）驅動LED光源發光的技術已經越來越成熟，由于我們日常照明使用的電源是高壓交流（AC 100～220V），所以必須使用降壓的技術來獲得較低的電壓，常用的是變壓器或開關電源降壓，然后將交流（AC）變換成直流（DC），再變換成直流恒流源，才能促使LED光源發光。因此直流驅動LED光源的系統應用方案必然是：變壓器+整流（或開關電源）+恒流源（圖1）。LED燈具里必然要有一定的空間來安置這個模塊，但是對于E27標準螺口的燈具來說空間十分有限，很難安置。無論是經由變壓器+整流或是開關電源降壓，系統都會有一定量的損耗，DC LED在交流、直流之間轉換時約15%～30%的電力被損耗，系統效率很難做到90%以上。如果能用交流（AC）直接驅動LED光源發光，系統應用方案將大大簡化，系統效率將很輕松地達到90%以上。

　　
圖1 直流驅動LED光源的系統應用方案

　　韓國漢城半導體公司即今天的首爾半導體早在2005年已發明可以用交流直接驅動使其發光的AC LED，其次是美國 III-N Technology，3N技術開發MOCVD生長技術基礎上的氮化鎵襯底，可以增進照明和傳感器的應用，并降低成本和提高生產效率。對大大小小的硅發光二極管提供6英寸生產技術。3N發明的單芯片交流發光二極管（AC LED） ，建立了全面的專利組合，以保護和改善技術，牢固地確立其專有的立場，是首屈一指的大規模商業化生產的交流發光二極管產品。我國臺灣省“工業技術研究院”2008年也完成可產業化生產并有實際應用系統方案的AC LED產品，可直接插電于60Hz或更高頻率的AC 110V 交流壓使其交流發光，應用于指示燈、霓虹燈、低瓦數照明燈，能有效解決現有 LED 無法直接在交流源下使用，造成產品應用成本較高的缺點。臺灣工研院的On Chip AC LED（片上AC LED）因此獲得素有美國產業創新奧斯卡獎之稱的2008年R&D 100 Award大獎。現在全世界只有美國、韓國與中國臺灣有此技術，臺灣工研院開發出白光、藍光及綠光AC LED的制程技術，不僅與國際同步，也是全球領先者之一。

　　AC LED燈具的優點

　　與白熾燈、鹵素燈、熒光日光燈、熒光節能燈、直流LED燈相比，AC LED燈具有更節能省電、更長壽、更有能效的高性價比。AC LED發光省去了成本不菲的AC/DC轉換器和恒流源。交流LED與現有的照明燈具性能比較如表1所示。

　　表1 交流LED與現有的照明燈具性能比較

　　AC LED光源超細晶粒采用特殊交錯的矩陣排列

　　AC LED光源的重大技術突破是超細LED晶粒在封裝時的特殊排列組合技術，同時利用LED PN結的二極管特性兼作整流，半導體制程在其中扮演著相當重要的角色。AC LED通過半導體制程整合成一堆微小晶粒，采用交錯的矩陣式排列工藝，并加入橋式電路至芯片設計，使AC電流可雙向導通，實現發光。?晶粒的排列如圖2所示，左圖是AC LED晶粒采用交錯的矩陣式排列示意圖，右小圖是實際AC LED晶粒排列照片，AC LED晶粒在接上交流后通體發光，因此只需要二根引線導入交流源即能發光工作。

圖2 AC LED晶粒排列照片與示意圖