為什么說提高光效可降低結(jié)溫，試述提高光效的主要途徑

為什么說提高光效可降低結(jié)溫，試述提高光效的主要途徑

發(fā)布日期：2017-09-06               整理：雷舒科技

為什么說提高光效可降低結(jié)溫，試述提高光效的主要途徑

通常將單位輸入功率所產(chǎn)生的光能謂之光電轉(zhuǎn)換效率，簡稱光效。根據(jù)能量守恒定律，LED的輸入功率蕞終將通過光與熱二種形式釋放出來，光效越高放出的熱量越少，LED芯片的溫升就越小，這就是提高光效可降低結(jié)溫的基本原因。

實(shí)驗(yàn)指出，對(duì)于高亮LED，改進(jìn)出光效率是提高LED光效的主要途徑。InGaAlP通常是由GaAs襯底上外廷生長InGaAlP發(fā)光區(qū)及GaP窗口區(qū)制備而成，與InGaAlP相比，GaAs材料具有較小的禁帶寬度，因此，當(dāng)短波長的光從發(fā)光區(qū)與窗口表面么射進(jìn)GaAs襯底時(shí)將被悉數(shù)吸收，成為器件發(fā)光效率不高的主要原因。一個(gè)有效的改進(jìn)方法是先除去GaAs襯底，代之于全透明的GaP晶體，由于芯片內(nèi)除去了襯底吸收區(qū)，從而大幅度提升了器件的出光效率。近年，日本、臺(tái)灣的一些公司經(jīng)過大量的研究，成功開發(fā)了一種謂之MB的工藝技木，獲得了與透明襯底法相似的良好效果。MB工藝的基本要點(diǎn)是：先去除GaAs襯底，然后在其表面與Si基底表面同時(shí)蒸鍍Al質(zhì)金屬膜，然后在一定的溫度與壓力下熔接在一起。如此，從發(fā)光層照射到基板的光線被Al質(zhì)金屬臘層反射至芯片表面，從而使器件的發(fā)光效率提高2.5倍以上。除MB結(jié)構(gòu)的器件外，臺(tái)灣國聯(lián)還開發(fā)了一種謂之GB型的高亮度InGaAlP LED的新一代器件，該工藝是采用一種新型的透明膠，將具有GaAs吸收襯底的外延片與藍(lán)寶石基板粘合在一起，隨后再將GaAs吸收襯底除去，并在外延層上制作電極從而獲得了很高的發(fā)光效率。德國歐斯朗公司開發(fā)的表面刻制大量尺寸為光波長的小結(jié)構(gòu)，從而使透光效率明顯提高。實(shí)驗(yàn)表明，大量紋理腐蝕得越深，則出光率的增加將越明顯。測(cè)量指出，對(duì)于窗口層厚度為20μm的器件，出光效率可增長30%，當(dāng)窗口層厚度減至10μm時(shí)，出光效率將有60%的改進(jìn)。對(duì)于585-625nm波長的LED器件，制作紋理結(jié)構(gòu)后，發(fā)光效率可達(dá)30lm/W，其值已接近透明襯底器件的水平。

對(duì)于一般結(jié)構(gòu)的GaN基藍(lán)綠光器件，P型表面的Ni-Au金屬電極層限制了光的輸出效率，采用GaN LED倒裝芯片結(jié)構(gòu)后，由于芯片倒裝于Si基墊上，LED發(fā)出的光直接透過藍(lán)寶石射出，出射的光強(qiáng)沒有損失，從而提升了它的出光效率。實(shí)驗(yàn)指出，在450-530nm的峰值波長區(qū)域，倒裝功率型LED器件的蕞小效率要比普通型器件高出1.6倍。

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