高出光效率LED芯片
近年來,半導體光源正以新型固體光源的角色逐步進入照明領域。由于半導體照明具有高效、節能、環保、使用壽命長、響應速度快、耐振動、易維護等顯著優點,所以在國際上被公認為最有可能進入通用照明領域的新型固態冷光源。隨著其價格的不斷降低,發光亮度的不斷提高,半導體光源在照明領域中展現了廣泛的應用前景。業界普遍認為,半導體燈取代傳統的白熾燈和熒光燈,是大勢所趨。而半導體發光二極管(Light Emitting Diode , 簡稱LED)被認為是最有可能進入普通照明領域的一種綠色照明光源,按固體發光物理學原理,LED發光效率能近似100 % ,并具有工作電壓低、耗電量小、發光效率高、響應時間極短、光色純、抗沖擊、性能穩定可靠及成本低等優點,因此被譽為21 世紀新光源,有望成為繼白熾燈、熒光燈、高強度氣體放電燈之后的第四代光源。雖然LED具有以上的很多優點,但是發光效率和使用壽命仍是制約其普及應用的主要因素。 目前國內大多致力于LED外部封裝結構的研究,而公司里多采用進口芯片,如cree芯片,再在現有基礎上進行外部封裝結構和設計。而即便是散熱好,壽命長,取光效率比較好的封裝結構,國內所能達到的水平也就是剛剛超出100lm/w。主要原因在于其封裝材料的選擇和封裝結構的不合理性,浪費了芯片的出射光,從而降低了取光效率。而國外LED不僅在外部封裝結構,而且在芯片方向都明顯優于國內水平,所以基本壟斷國內LED的市場,尤其對于功率型白光LED的壟斷相當嚴重。而這些高亮度半導體LED芯片生產技術掌握在以美國Cree和Lumileds、日本的Nichia和Toyoda Gosei,以及歐洲的Osram等為首的少數大公司手中。 現在功率型白光LED 的光效已提高到80~100lmPW,而真正能夠取代白熾燈和熒光燈進入通用照明市場,其光效需要達到150lm/ W。這一方面要求在芯片的制作上不斷提高LED 的量子效率,同時還要求在LED 的封裝及燈具的設計制作過程中盡可能提高出光效率?,F有的LED出光效率低的原因之一是,LED芯片的折射率較高,LED發出的光在出射芯片的時候,有相當一部分光被芯片與外界(環氧樹脂)的界面反射。本產品是通過特殊鍍膜方法,使LED芯片出光效率提高了10%。可以有效的增加LED的使用壽命,達到2萬小時以上,而且可以使發光效率達到120lm/w到160lm/w。擁有這樣長壽命和高出光效率的白光LED,必將引領整個照明市場,必將產生豐厚的利潤,具有非常好的發展前景。
上海理工大學
2021-04-11