为什么说提高光效可降低结温，试述提高光效的主要途径

为什么说提高光效可降低结温，试述提高光效的主要途径

发布日期：2017-09-06               整理：雷舒科技

为什么说提高光效可降低结温，试述提高光效的主要途径

通常将单位输入功率所产生的光能谓之光电转换效率，简称光效。根据能量守恒定律，LED的输入功率蕞终将通过光与热二种形式释放出来，光效越高放出的热量越少，LED芯片的温升就越小，这就是提高光效可降低结温的基本原因。

实验指出，对于高亮LED，改进出光效率是提高LED光效的主要途径。InGaAlP通常是由GaAs衬底上外廷生长InGaAlP发光区及GaP窗口区制备而成，与InGaAlP相比，GaAs材料具有较小的禁带宽度，因此，当短波长的光从发光区与窗口表面么射进GaAs衬底时将被悉数吸收，成为器件发光效率不高的主要原因。一个有效的改进方法是先除去GaAs衬底，代之于全透明的GaP晶体，由于芯片内除去了衬底吸收区，从而大幅度提升了器件的出光效率。近年，日本、台湾的一些公司经过大量的研究，成功开发了一种谓之MB的工艺技木，获得了与透明衬底法相似的良好效果。MB工艺的基本要点是：先去除GaAs衬底，然后在其表面与Si基底表面同时蒸镀Al质金属膜，然后在一定的温度与压力下熔接在一起。如此，从发光层照射到基板的光线被Al质金属腊层反射至芯片表面，从而使器件的发光效率提高2.5倍以上。除MB结构的器件外，台湾国联还开发了一种谓之GB型的高亮度InGaAlP LED的新一代器件，该工艺是采用一种新型的透明胶，将具有GaAs吸收衬底的外延片与蓝宝石基板粘合在一起，随后再将GaAs吸收衬底除去，并在外延层上制作电极从而获得了很高的发光效率。德国欧斯朗公司开发的表面刻制大量尺寸为光波长的小结构，从而使透光效率明显提高。实验表明，大量纹理腐蚀得越深，则出光率的增加将越明显。测量指出，对于窗口层厚度为20μm的器件，出光效率可增长30%，当窗口层厚度减至10μm时，出光效率将有60%的改进。对于585-625nm波长的LED器件，制作纹理结构后，发光效率可达30lm/W，其值已接近透明衬底器件的水平。

对于一般结构的GaN基蓝绿光器件，P型表面的Ni-Au金属电极层限制了光的输出效率，采用GaN LED倒装芯片结构后，由于芯片倒装于Si基垫上，LED发出的光直接透过蓝宝石射出，出射的光强没有损失，从而提升了它的出光效率。实验指出，在450-530nm的峰值波长区域，倒装功率型LED器件的蕞小效率要比普通型器件高出1.6倍。

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