高功率白光LED 散热问题的解决方案
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高功率白光LED 散热问题的解决方案
今天,白光LED 仍旧存在着发光均匀性不佳、封闭材料的寿命不长等问题,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、LCD TV、汽车、医疗等的广泛应用,使得最合适开发稳定白光LED 的技术研究成果就广泛的被关注。
改善白光LED 的发光效率,目前有两大方向,一是提高LED 芯片的面积,藉此增加发光量。二是把几个小型芯片一起封装在同一个模块下。
藉由提高芯片面积来增加发光量
虽然,将LED 芯片的面积予以大型化,藉此能够获得高得多的亮度,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进和覆晶的构造,在芯片表面进行改良,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,电极不会被遮蔽,但缺点就是所产生的热不容易消散。
并非进行芯片表面改善后,再加上增加芯片面积就绝对可以迅速提升亮度,因为当光从芯片内部向外扩散射时,芯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 芯片尺寸是在7mm2 左右。
利用封装数个小面积LED 芯片快速提高发光效率
和大面积LED 芯片相比,利用小功率LED 芯片封装成同一个模块,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,让模块的发光效率达到了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 封装在同一个模块上,必须置入一些绝缘材料,以免造成LED 芯片间的短路情况发生,如此一来就会增加了不少的成本。
对此Citizen 的解释是:“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。”
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