白光LED長壽大功率低耗電技術
上傳人:ledth/整理 上傳時間: 2005-12-08 瀏覽次數: 259 |
過去LED業者為了獲利充分的白光LED光束,曾經開發大尺寸LED芯片試圖借此方式達成預期目標,不過實際上白光LED的施加電力持續超過1W以上時光束反而會下降,發光效率則相對降低20~30%,換句話說白光LED的亮度如果要比傳統LED大數倍,消費電力特性希望超越熒光燈的話,就必需先克服下列的四大課題:a.抑制溫升;b.確保使用壽命;c.改善發光效率;d.發光特性均等化。
有關溫升問題具體方法是降低封裝的熱阻抗;維持LED的使用壽命具體方法,是改善芯片外形、采用小型芯片;改善LED的發光效率具體方法是改善芯片結構、采用小型芯片;至于發光特性均勻化具體方法是LED的改善封裝方法,一般認為2005~2006年白光LED可望開始采用上述對策。
開發經緯
增加電力反而會造成封裝的熱阻抗急遽降至10K/W以下,因此國外業者曾經開發耐高溫白光LED試圖借此改善上述問題,然而實際上大功率LED的發熱量卻比小功率LED高數十倍以上,而且溫升還會使發光效率大幅下跌,即使封裝技術允許高熱量不過LED芯片的接合溫度卻有可能超過容許值,最后業者終于領悟到解決封裝的散熱問題才是根本方法。
有關LED的使用壽命,例如改用硅質密封材料與陶瓷封裝材料,能使LED的使用壽命提高10%,尤其是白光LED的發光頻譜含有波長低于450nm短波長光線,傳統環氧樹脂密封材料極易被短波長光線破壞,高功率白光LED的大光量更加速密封材料的劣化,根據業者測試結果顯示連續點燈不到一萬小時,高功率白光LED的亮度已經降低一半以上,根本無法滿足照明光源長壽命的基本要求。
有關LED的發光效率,改善芯片結構與封裝結構,都可以達到與低功率白光LED相同水準,主要原因是電流密度提高2倍以上時,不但不容易從大型芯片取出光線,結果反而會造成發光效率不如低功率白光LED的窘境,如果改善芯片的電極構造,理論上就可以解決上述取光問題。
有關發光特性均勻性,一般認為只要改善白光LED的熒光體材料濃度均勻性,與熒光體的制作技術應該可以克服上述困擾。
如上所述提高施加電力的同時,必需設法減少熱阻抗、改善散熱問題,具體內容分別是:
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