半导体发光二极管（LED）具有耗电小、发光效率高、绿色环保、寿命长等优点。随着LED性能的不断提高和改进，其应用领域不断扩大，包括指示灯、交通信号灯、背光源、通用照明等。大功率白光LED是半导体照明的关键器件，在不断提高光效、降低成本的同时，对其可靠性也提出了更高要求。　　 本论文在国家863项目（No：2009AA03A1A3）、国家科技重大专项项目（2008ZX10001-014）等项目的支持下，旨在通过对大功率GaN基白光LED的老化机理研究，分析大功率白光LED整体及各组成部分的老化特性及其规律，从而针对性的改进器件结构，达到提高其可靠性的目的。同时，还对大功率白光LED应用于灯具中的可靠性进行了探讨，大功率白光LED应用于照明灯具，除要考虑配光、驱动电源、散热等因素外，还需对LED本身的性能进行深入细致的研究，从而最大程度地发挥半导体光源的优势，促进LED产业更好更快的发展。　　 本论文主要开展了如下研究工作：　　 1.回顾LED的发展历程、国内外发展水平和发光二极管的发光原理以及LED的主要应用领域。论述可靠性测试的基本概念和测试方法；详细阐述可靠性试验以及失效分析技术。　　 2.论述常用的老化试验方法，详细阐述影响大功率白光LED可靠性的主要因素，总结国内外关于提高LED可靠性而采取的方法和措施。　　 3.选用两类不同厂家的1W白光LED，分别进行高温贮存（不加电流）和电流加速应力老化试验。经过100小时的老化，各样品均出现了光通量衰减、色温变化等现象。深入探讨了不同应力下器件的老化机理，研究发现结温升高、封装材料的不稳定是造成器件光、色参数变化的主要原因。通过对比分析发现，样品在电流应力下表现与高温贮存下相同的变化趋势，说明电流应力引起的退化归因于芯片内部产生的热量，从而导致结温的升高。另外，通过对比两类样品的性能，得出硅树脂作为封装材料的可靠性要优于环氧胶。　　 4.选用同一批次的蓝光芯片封装而成的3W白、蓝光LED，在相同条件下进行恒流对比老化试验。在常温1000mA的条件下，经过8000小时老化试验，白、蓝光LED发光效率降低，峰值波长红移，光通量衰减分别为30％和18％左右，并且衰减主要在2000小时以前，后期各样品则趋于稳定的变化趋势，说明引起白光LED退化的原因包括蓝光芯片、封装材料、荧光粉等。同时进行了20mA电流应力试验，以分析LED在小电流密度条件下的老化机理。通过白、蓝光对比分析，发现蓝光芯片的发光效率的降低是白光LED光衰的主要原因，荧光粉和封装透镜的退化也较明显。　　 5.从配光、驱动电路、散热、可靠性四个方面介绍了大功率LED在路灯应用中存在的问题，并提出了自己的看法，突出了可靠性研究在灯具设计时的重要性。针对一款自主研发的大功率LED路灯样品，对导热硅脂、反光碗、导线等配件及灯具条进行老化试验，采用热电偶法进行温度测试，试验证明，此款路灯的散热板基本能够满足LED光源的散热要求，还需进一步优化LED安装方式，增强散热能力，反光碗的颜色退化是造成色温变化的重要原因。通过老化试验分析，为优化路灯设计提出可行性改进意见。