被忽略的LED光衰問題又提起解決方案全解析

大家都知道，電腦顯示器和電視機(jī)是通過紅色，藍(lán)色和綠色來顯示顏色的，也就是我們平常所說的RGB三原色；而且有數(shù)據(jù)表明，紅色和藍(lán)色LED已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)廉價(jià)生產(chǎn)目標(biāo)，因而綠色LED生產(chǎn)技術(shù)是業(yè)界一直以來尋求的突破。該技術(shù)基于最廉價(jià)的藍(lán)寶石襯底來實(shí)現(xiàn)，并且會(huì)改進(jìn)紅藍(lán)LED的光輸出，必將推動(dòng)LED朝著高性能低成本的方向發(fā)展。該研究小組帶頭人ChristianWetzel還表示生產(chǎn)綠色LED的難度超出了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的預(yù)期。

LED光衰(LEDdroop)是由俄歇復(fù)合(Augerrecombination)引起的。俄歇復(fù)合是一種在半導(dǎo)體中發(fā)生的，三個(gè)帶電粒子互相反應(yīng)但不放出光子的現(xiàn)象。研究者還發(fā)現(xiàn)包含散射機(jī)制的非直接的俄歇效應(yīng)非常顯著。這一發(fā)現(xiàn)使得在以往理論研究中，用直接俄歇過程預(yù)測(cè)LED光衰和實(shí)際測(cè)量結(jié)果不符的現(xiàn)象得以解釋。

在氮化物基LED中，這些非直接過程形成了主要的俄歇復(fù)合。 研究員們認(rèn)為，因?yàn)槎硇?yīng)是內(nèi)形成機(jī)制，所以LED光衰不可消除，但可以最小化。用更寬的量子阱，并在非極化或者半極化的方向生長(zhǎng)器件，可以降低載流子密度。既然俄歇效應(yīng)是內(nèi)形成機(jī)制，LED光衰它不可消除，那下面我們花費(fèi)一些筆墨來探討一下LED光衰成因，以便從根本上理清思路，降低LED光衰。

LED光衰的原因

目前，市場(chǎng)上的白光LED其光衰可能是向民用照明進(jìn)軍的首要問題之一。針對(duì)LED的光衰主要有以下二大因素：

一、LED產(chǎn)品本身品質(zhì)問題：

1、采用的LED芯片體質(zhì)不好，亮度衰減較快。

2、生產(chǎn)工藝存在缺陷，LED芯片散熱不能良好的從PIN腳導(dǎo)出，導(dǎo)致LED芯片溫度過高使芯片衰減加劇。

二、使用條件問題：

1、LED為恒流驅(qū)動(dòng)，有部分LED采用電壓驅(qū)動(dòng)原因使LED衰減過來。

2、驅(qū)動(dòng)電流大于額定驅(qū)動(dòng)條件。

其實(shí)導(dǎo)致LED產(chǎn)品光衰的原因很多，最關(guān)鍵的還是熱的問題，盡管很多廠商在次級(jí)產(chǎn)品不特別注重散熱的問題，但這些次級(jí)LED產(chǎn)品長(zhǎng)期使用下，光衰程度會(huì)比有注重散熱的LED產(chǎn)品要高。LED芯片本身的熱阻、銀膠的影響、基板的散熱效果，以及膠體和金線方面也都與光衰有關(guān)系。

三個(gè)影響LED燈具質(zhì)量光衰的因素

單顆LED白燈在老化板上檢測(cè)出來的數(shù)據(jù)，與把LED白燈組裝成一個(gè)燈具老化時(shí)檢測(cè)出來的數(shù)據(jù)，肯定是有點(diǎn)出入的。

這個(gè)差異的大小，取決于LED工作時(shí)的電性參數(shù)和燈具的設(shè)計(jì)情況，以及燈具使用的環(huán)境。

首先，選擇什么樣的LED白燈。

這點(diǎn)很重要，LED白燈的質(zhì)量可以說是很重要的因素。舉些例子，同樣的以晶元14mil白光段芯片為代表，用普通環(huán)氧樹脂做的底膠與白光膠與封裝膠水封裝出來的LED白燈，單顆點(diǎn)亮在30度的環(huán)境下，一千小時(shí)后，衰減數(shù)據(jù)為光衰70%;如果用D類低衰膠水封裝，在同樣的老化環(huán)境下，千小時(shí)光衰為45%;如果C類低衰膠水封裝，在同樣的老化環(huán)境下，千小時(shí)光衰為12%;如果B類低衰膠水封裝，在同樣的老化環(huán)境下，千小時(shí)光衰為-3%;如果A類低衰膠水，在同樣的老化環(huán)境下，千小時(shí)光衰為-6%。為何不同的封裝工藝會(huì)導(dǎo)致如何大的差異呢

最主要的一個(gè)原因在于LED芯片怕熱。偶爾短時(shí)間內(nèi)受熱超過一百多度，那是不要緊的，怕就怕在長(zhǎng)期處于高溫之下，就是對(duì)LED芯片的一種莫大的損害。

一般來說，普通環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱系數(shù)很小，因此，當(dāng)LED芯片點(diǎn)亮工作的時(shí)候，LED芯片要發(fā)射出熱量，而普通環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱能力有限，所以，當(dāng)你從LED白燈的外部測(cè)量出LED支架的溫度有45度的時(shí)候，LED白燈內(nèi)的芯片中心溫度有可能超過了80度。LED的溫度節(jié)點(diǎn)其實(shí)就是80度，那么，當(dāng)LED芯片在節(jié)溫的溫度中工作的時(shí)候，是非常的受煎熬的，這就加快了LED白燈的老化。

當(dāng)LED芯片在工作的時(shí)候，中心溫度產(chǎn)生了100度的高溫，它可以馬上通過支架引腳98%把熱量導(dǎo)出來，從而減少熱量對(duì)它的傷害。所以，LED白燈支架溫度是60度的時(shí)候，它的芯片中心溫度可能就只是61度而已。

從上面的數(shù)據(jù)可以看出來，選擇什么樣封裝工藝的LED白燈，直接決定LED燈具的光衰情況。