解析高功率白光LED应用及LED芯片的散热问题

时间:2022-03-16作者:佚名

虽然看起来在特性的方面是相当的不错,不过实际上还是有一些缺点的,就像在使用寿命上,只有3,000小时左右,再加上价格太贵也是不容易解决事情,或许价格太贵的问题可以花一点时间就可以下降一些,但是以现在30万日圆的水准来看的,要降到3,000甚至300日圆,那就需要10年以上的时间。

就今天而言,白光LED仍旧存在着发光均一性不佳、封闭材料的寿命不长,而无法发挥白光LED被期待的应用优点。但就需求层面来看,不仅一般的照明用途,随着手机、LCDTV、汽车、医疗等的广泛应用积极的出现,使得最合适开发稳定白光LED的技术研究成果也就相当的被关心。

藉由提高晶片面积来增加发光量

期望改善白光LED的发光效率,目前有两大方向,就是提高LED晶片的面积,也就是说,将目前面积为1m㎡的小型晶片,将发光面积提高到10m㎡的以上,藉此增加发光量,或把几个小型晶片一起封装在同一个模组下。

虽然,将LED晶片的面积予以大型化,藉此能够获得高多的亮度,但因过大的面积,在应用过程和结果上也会出现适得其反的现象。所以,针对这样的问题,部分LED业者就根据电极构造的改良,和覆晶的构造,在晶片表面进行改良,来达到50lm/W的发光效率。

例如在白光LED覆晶封装的部分,由于发光层很接近封装的附近,发光层的光向外部散出时,因此电极不会被遮蔽的优点,但缺点就是所产生的热不容易消散。

而并非进行晶片表面改善后,再加上增加晶片面积就绝对可以一口气提昇亮度,因为当光从晶片内部向外散射时,晶片中这些改善的部分无法进行反射,所以在取光上会受到一点限制,根据计算,最佳发挥光效率的LED晶片尺寸是在7m㎡左右。

利用封装数个小面积LED晶片 快速提高发光效率

和大面积LED晶片相比,利用小功率LED晶片封装成同一个模组,这样是能够较快达到高亮度的要求,例如,Citizen就将8个小型LED封装在一起,让模组的发光效率达到了60lm/W,堪称是业界的首例。

但这样的做法也引发的一些疑虑,因为是将多颗LED封装在同一个模组上,所以在模组中必须置入一些绝缘材料,以免造成LED晶片间的短路情况发生,不过,如此一来就会增加了不少的成本。

对此Citizen的解释是,事实上对于成本的影响幅度是相当小的,因为相较于整体的成本比例,这些绝缘材料仅不到百分之一,并因可以利用现有的材料来做绝缘应用,这些绝缘材料不需要重新开发,也不需要增加新的设备来因应。

虽然Citizen的解释理论上是合理的,但是,对于较无经验的业者来说,这就是一项挑战,因为无论在良率、研发、生产工程上都是需要予以克服的。

当然,还有其他方式可达到提高发光效率的目标,许多业者发现,在LED蓝宝石基板上制作出凹凸不平坦的结构,这样或许可以提高光输出量,所以,有逐渐朝向在晶片表面建立Texture或PhotONics结晶的架构。

例如德国的OSRAM就是以这样的架构开发出「ThinGaN」高亮度LED,OSRAM是在InGaN层上形成金属膜,之后再剥离蓝宝石。这样,金属膜就会产生映射的效果而获得更多的光线取出,而根据OSRAM的资料显示,这样的结构可以获得75%的光取出效率。

逐渐有业者利用覆晶的构造,来期望达到50lm/W的发光效率,由于发光层很接近封装的附近,发光层的光向外部散出时,因此电极不会被遮蔽。

当然,除了晶片的光取出方面需要做努力外,因为期望能够获得更高的光效率,在封装的部分也是必须做一些改善。事实上,每多增加一道的工程都会对光取出效率带来一些影响,不过,这并不代表着,因为封装的制程就一定会增加更高的光损失,就像日本OMROM所开发的平面光源技术,就能够大幅度的提昇光取出效率,这样的结构OMROM是将LED所射出的光线,利用LENS光学系统以及反射光学系统来做控制的,所以OMROM称之为「Doublereflection 光学系统」。

利用这样的结构,可将传统炮弹型封装等的LED所造成的光损失,针对封装的广角度反射来获得更高的光效率,更进一步的是,在表面所形成的Mesh上进行加工,而形成双层的反射效果,这样的方式,事实上是可以得到不错的光取出效率控制的。因为这样的特殊设计,这些利用反射效果达到高光取出效率的LED,主要的用途是针对LCDTV背光所应用的。

封装材料和萤光材料的重要性增加

相关阅读

城市绿色照明的基本原则

以构建绿色生态与健康文明的城市照明 光环境为目标,以保障和改善民生作为加快转变城市照明发展方式的基本出发点,倡导绿色照明 消费方式,在满足城市照明基本功能的前提下降低...
2022-07-15

城市夜景灯光亮化使城市更加繁荣

现代日常生活光与大家一样共行,变成必不可少的标准之一。 城市夜景灯光亮化 不但点亮了大家,另外也改善了自然环境,提升 城市整体形象。明亮照明从业亮化工程服务项目十四年...
2022-09-28
城市夜景灯光亮化使城市更加繁荣

建筑夜景亮化照明常用的照明方法

建筑夜景亮化照明 :常见的有泛光照明、轮廓照明、内透光照明等。 泛光照明:便是用投光(泛光)灯按设计方案计算出来的一定视角直接照射建筑物建筑立面,重构建筑物的夜间的...
2022-10-17
建筑夜景亮化照明常用的照明方法

建筑景观照明工程中的应用

随着照明行业在市场中的发展,以及社会经济的进步,建筑景观照明 越来越受到重视。因此很多照明行业也将目标集中在了建筑景观照明这块上面。 因为LED照明灯具他消耗的能量比较低...
2022-07-15

接地极如何选?6种常用接地极全解析,优劣势+适用场景一眼看懂

接地极,是接地系统与大地直接接触的关键,更是电气安全、防雷泄流、设备稳定运行的第一道防线。今天就把工程中最常用的6种接地极一次性讲透,优劣势、适用场景说清楚。 1. 热镀...
2026-06-07
接地极如何选?6种常用接地极全解析,优劣势+适用场景一眼看懂

热销商品

电工胶带绝缘胶带PVC电胶布防水阻燃超粘耐温黑胶布汽车线束胶带

电工胶带是一款专业的电力电工用材,具备绝缘、PVC材质特性,可有效保障电气线路绝缘性能,防止电流外泄引发漏电风险。其采用防水、阻燃、超粘、耐温等设计,能适应复杂...
¥ 2.4

氟胶O型圈耐高温密封圈线径1-10mm现货可订做大尺寸胶圈非标异形

氟胶O型圈采用高性能氟橡胶(FKM)材料制成,具有卓越的耐高温、耐油、耐化学腐蚀性能,长期使用温度可达200℃以上,短期可耐受250℃高温。线径规格覆盖1–10mm,现货充足,支...
¥ 0.4

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.91

100%桑蚕丝香云纱饰品发圈发夹口罩眼罩发带腰封直播专拍单拍无效

100%桑蚕丝香云纱饰品系列,精选天然桑蚕丝与非遗香云纱工艺匠心打造,质感柔滑亲肤,光泽雅致,尽显东方韵味。包含发圈、发夹、口罩、眼罩、发带、腰封等多款实用配饰,适...
¥ 1

橱柜灯层板柜子线型灯LED免焊接餐边柜子灯感应灯衣柜鞋酒柜灯带

橱柜灯层板柜子线型灯LED免焊接餐边柜子灯感应灯衣柜鞋酒柜灯带是一种用于家居照明的灯具,具有多种款式和功能。这些灯具通常采用LED光源,具有节能、环保的优点,且使...
¥ 4.4

网站栏目