1 实现白光led的方法
方式 |
源 |
发光材料 |
备注 |
单芯片 |
蓝色LED |
InGaN/YAG荧光粉 |
已实用 |
蓝色LED |
InGaN/荧光染料 |
蓝光激发产生蓝绿红三色染料 |
蓝色LED |
ZnSe |
外延层出现蓝光,激发衬底出黄光 |
紫外LED |
InGaN/荧光粉 |
紫外光激发三基色荧光粉 |
双芯片 |
蓝色LED+黄绿LED |
InGaN/GaP |
补色产生白光 |
蓝色LED+黄色LED |
InGaN/AlGaInP |
补色产生白光 |
三芯片 |
蓝色LED+绿色LED+红色LED |
InGaN/AlGaInP |
三基色 |
2 实现大功率LED的方法
- 大功率 LED单芯片封装
- 多芯片小功率LED芯片封装
3 多芯片小功率LED封装的优缺点
优点:
- 芯片成本较低
- 光效更高,光衰更慢
- 芯片货源充足,适合中国的国情(不能生产大功率芯片)
- 单位面积的芯片数可灵活设计,可以根据需要封装成不同的点光源或者面光源
- 通过不同组合可以适应不同的电压和电流,适应驱动器设计,从而提高整体光效
- 易于解决散热问题
缺点:
- 工艺较复杂
- 光源体积更大
- 出现可靠性问题的几率更高
- 对二次光学系统的设计要求高
4 需要解决的主要问题
- 寿 命
- 光 效
- 工 艺
- 可靠性
- 成 本
—寿命
- 影响寿命的因素包括芯片、荧光粉、加工工艺、工作点设定和环境温度等等。
- 降低PN结到基板的热阻,设计良好的散热条件十分关键。
—光效
- 影响光效的因素主要是芯片光效、荧光粉的选择和涂敷(三基色的比例)、光学系统的设计和制作、驱动器效率。
- 在芯片确定后,光学系统起着决定性的作用。
—工艺
- LED光源的制作是光机电的结合,工艺的设计和制造十分重要。
- 光效、寿命、可靠性等均与工艺密切相关。
- 工艺问题包括芯片筛选、贴片的一致性、焊接的可靠性、退火温度和时间、光学系统的制作等。
—可靠性
- 可靠性问题是最突出的问题。
- 影响可靠性的因素贯穿在自原始芯片到封装过程的所有环节。
- 焊接工艺、退火工艺和驱动电路的设计至关重要。
- 要协调解决光效、光衰和可靠性之间的矛盾。
—成本
- 性/价比是影响LED照明推广应用的关键。
- 小功率应用中,多芯片光源的优势体现不出来。多芯片光源的对手是单芯片大功率LED。
- 采用更低成本的小功率芯片与微细加工技术的完美结合,实现高性/价比。
5 目前进展
- —3W多芯片光源
- —1W多芯片光源
- —5W多芯片光源
- —22W灯板制作的广告射灯
- —270W墙体射灯样品
- —2-5W射灯
- —3-7W水下射灯
6 发展趋势
- 单芯片功率将越来越大,但要用于大功率照明还需要集成。
- 多芯片集成技术将成为LED照明的关键技术。
- 多芯片方法目前将主要用于单芯片功率难以达到的地方。
- 由于方法本身所决定,三基色将在多芯片集成方法得到快速使用。
- 微细工艺的技术进步,二次、三次光学系统的使用,将使多芯片光源的光效以数倍的速度提高。
- 随着芯片的发展,多芯片光源的性/价比将迅速得到提高,价格的障碍将很快打破。
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