LED封裝對(duì)光通量的強(qiáng)化原理
用LED背光取代手持裝置原有的EL背光、CCFL背光,不僅電路設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)潔容易,且有較高的外力抗受性。用LED背光取代液晶電視原有的CCFL背光,不僅更環(huán)保而且顯示更逼真亮麗。用LED照明取代白光燈、鹵素?zé)舻日彰?,不僅更光亮省電,使用也更長(zhǎng)效,且點(diǎn)亮反應(yīng)更快,用于煞車燈時(shí)能減少后車追撞率。
所以,LED從過去只能用在電子裝置的狀態(tài)指示燈,進(jìn)步到成為液晶顯示的背光,再擴(kuò)展到電子照明及公眾顯示,如車用燈、交通號(hào)志燈、看板訊息跑馬燈、大型影視墻,甚至是投影機(jī)內(nèi)的照明等,其應(yīng)用仍在持續(xù)延伸。
更重要的是,LED的亮度效率就如同摩爾定律(Moore's Law)一樣,每24個(gè)月提升一倍,過去認(rèn)為白光LED只能用來(lái)取代過于耗電的白熾燈、鹵素?zé)?,即發(fā)光效率在1030lm/W內(nèi)的層次,然而在白光LED突破60lm/W甚至達(dá)100lm/W后,就連螢光燈、高壓氣體放電燈等也開始感受到威脅。
雖然LED持續(xù)增強(qiáng)亮度及發(fā)光效率,但除了最核心的螢光質(zhì)、混光等專利技術(shù)外,對(duì)封裝來(lái)說也將是愈來(lái)愈大的挑戰(zhàn),且是雙重難題的挑戰(zhàn),一方面封裝必須讓LED有最大的取光率、最高的光通量,使光折損降至最低,同時(shí)還要注重光的發(fā)散角度、光均性、與導(dǎo)光板的搭配性。
另一方面,封裝必須讓LED有最佳的散熱性,特別是HB(高亮度)幾乎意味著HP(High Power,高功率、高用電),進(jìn)出LED的電流值持續(xù)在增大,倘若不能良善散熱,則不僅會(huì)使LED的亮度減弱,還會(huì)縮短LED的使用壽命。
所以,持續(xù)追求高亮度的LED,其使用的封裝技術(shù)若沒有對(duì)應(yīng)的強(qiáng)化提升,那么高亮度表現(xiàn)也會(huì)因此打折,因此本文將針對(duì)HB LED的封裝技術(shù)進(jìn)行更多討論,包括光通方面的討論,也包括熱導(dǎo)方面的討論。
附注1:一般而言,HB LED多指8lm/W(每瓦8流明)以上的發(fā)光效率。
附注2:一般而言,HP LED多指用電1W(瓦)以上,功耗瓦數(shù)以順向?qū)妷撼艘皂樝驅(qū)娏鳎╒f×If,f=forward)求得。
■裸晶層:「量子井、多量子井」提升「光轉(zhuǎn)效率」
雖然本文主要在談?wù)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/LED封裝">LED封裝對(duì)光通量的強(qiáng)化,但在此也不得不先說明更深層核心的裸晶部分,畢竟裸晶結(jié)構(gòu)的改善也能使光通量大幅提升。
首先是強(qiáng)化光轉(zhuǎn)效率,這也是最根源之道,現(xiàn)有LED的每瓦用電中,僅有15%20%被轉(zhuǎn)化成光能,其余都被轉(zhuǎn)化成熱能并消散掉(廢熱),而提升此一轉(zhuǎn)換效率的重點(diǎn)就在p-n接面(p-n junction)上,p-n接面是LED主要的發(fā)光發(fā)熱位置,透過p-n接面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改變可提升轉(zhuǎn)化效率。
評(píng)論