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改进LED光通量

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改进封装技术 提高HB LED 光通量 毫无疑问,这个世界需要高亮度发光二极管(HB LED),不仅是高亮度的白光LED(HB WLED),也包括高亮度的各色LED,且从现在起的未来更是积极努力与需要超高亮度的LED(UHD LED)。 用LED 背光取代手持装置原有的EL 背光、CCFL 背光,不仅电路设计更简洁容易,且有较高的抗外力性。用LED 背光取代液晶电视原有的CCFL 背光,不仅更环保而且显示更逼真亮丽。用LED 照明取代白光灯、卤素灯等照明,不仅更光亮省电,使用也更长效,且点亮反应更快,用于煞车灯时能减少后车追撞率。所以,LED 从过去只能用在电子装置的状态指示灯,进步到成为液晶显示的背光,再扩展到电子照明及公众显示,如车用灯、交通信号灯、信息广告牌、大型影视墙,甚至是投影机内的照明等,其应用仍在持续延伸。更重要的是,LED 的亮度效率就如同摩尔定律(Moore''s Law )一样,每 24 个月提升一倍,过去认为白光LED 只能用来取代过于耗电的白炽灯、卤素灯,即发光效率在10~30lm/W 内的层次,然而在白光LED 突破 60lm/W 甚至达 100lm/W 后,就连荧光灯、高压气体放电灯等也开始感受到威胁。 虽然 LED 持续增强亮度及发光效率,但除了核心的荧光质、混光等专利技术外,对封装来说也将是愈来愈大的挑战,且是双重难题的挑战,一方面封装必须让 LED 有最大的取光率、最高的光通量,使光折损降至最低,同时还要注重光的发散角度、光均性、与导光板的搭配性。另一方面,封装必须让 LED 有最佳的散热性,特别是HB(高亮度)几乎意味着 HP(高功率、高用电),进出 LED 的电流值持续在增大,倘若不能良好散热,则不仅会使 LED 的亮度减弱,还会缩短 LED 的使用寿命。所以,持续追求高亮度的LED,其使用的封装技术若没有对应的强化提升,那么高亮度表现也会因此打折,因此本文将针对 HB LED的封装技术进行更多讨论,包括光通方面的讨论,也包括热导方面的讨论。 裸晶层:“量子井、多量子井”提升“光转效率” 虽然本文主要在谈论 LED 封装对光通量的强化,但在此也不得不先说明更深层核心的裸晶部分,毕竟裸晶结构的改善也能使光通量大幅提升。首先是强化光转效率,这也是最根源之道,现有LED 的每瓦用电中,仅有15%~2%被转化成光能,其余都被转化成热能并消散掉(废热),而提升此一转换效率的重点就在p-n 接面(p-n junction)上,p-n 接面是LED 主要的发光发热位置,透过 p-n 接面的结...

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