高亮度led之“封裝光通”原理技術(shù)探析

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1、前言：毫無疑問的，這個世界需要高亮度發(fā)光二極管（HighBrightnessLight-EmittingDiode；HBLED），不僅是高亮度的白光LED（HBWLED），也包括高亮度的各色LED，且從現(xiàn)在起的未來更是積極努力與需要超高亮度的LED（UltraHighBrightnessLED，簡稱：UHDLED）?！　∮肔ED背光取代手持裝置原有的EL背光、CCFL背光，不僅電路設(shè)計更簡潔容易，且有較高的外力抗受性。用LED背光取代液晶電視原有的CCFL背光，不僅更環(huán)保而且顯示更逼真亮麗。用LED照明取代白光燈、鹵素?zé)舻日彰?，不僅更光亮省電，使用也更長效，且點亮反應(yīng)更快，用于煞車

2、燈時能減少后車追撞率。　　所以，LED從過去只能用在電子裝置的狀態(tài)指示燈，進步到成為液晶顯示的背光，再擴展到電子照明及公眾顯示，如車用燈、交通號志燈、看板訊息跑馬燈、大型影視墻，甚至是投影機內(nèi)的照明等，其應(yīng)用仍在持續(xù)延伸?！　「匾氖?，LED的亮度效率就如同摩爾定律（Moore''''sLaw）一樣，每24個月提升一倍，過去認(rèn)為白光LED只能用來取代過于耗電的白熾燈、鹵素?zé)?，即發(fā)光效率在1030lm/W內(nèi)的層次，然而在白光LED突破60lm/W甚至達100lm/W后，就連螢光燈、高壓氣體放電燈等也開始感受到威脅。　　雖然LED持續(xù)增強亮度及發(fā)光效率，但除了最核心的螢光質(zhì)、混光等專

3、利技術(shù)外，對封裝來說也將是愈來愈大的挑戰(zhàn)，且是雙重難題的挑戰(zhàn)，一方面封裝必須讓LED有最大的取光率、最高的光通量，使光折損降至最低，同時還要注重光的發(fā)散角度、光均性、與導(dǎo)光板的搭配性。　　另一方面，封裝必須讓LED有最佳的散熱性，特別是HB（高亮度）幾乎意味著HP（HighPower，高功率、高用電），進出LED的電流值持續(xù)在增大，倘若不能良善散熱，則不僅會使LED的亮度減弱，還會縮短LED的使用壽命。　　所以，持續(xù)追求高亮度的LED，其使用的封裝技術(shù)若沒有對應(yīng)的強化提升，那么高亮度表現(xiàn)也會因此打折，因此本文將針對HBLED的封裝技術(shù)進行更多討論，包括光通方面的討論，也包括熱導(dǎo)方面

4、的討論?！　「阶ⅲ保阂话愣?，HBLED多指8lm/W（每瓦8流明）以上的發(fā)光效率?！　「阶ⅲ玻阂话愣?，HPLED多指用電1W（瓦）以上，功耗瓦數(shù)以順向?qū)妷撼艘皂樝驅(qū)娏鳎╒f×If，f＝forward）求得?！　÷憔樱骸噶孔泳⒍嗔孔泳固嵘腹廪D(zhuǎn)效率」　　雖然本文主要在談?wù)揕ED封裝對光通量的強化，但在此也不得不先說明更深層核心的裸晶部分，畢竟裸晶結(jié)構(gòu)的改善也能使光通量大幅提升?！　∈紫仁菑娀廪D(zhuǎn)效率，這也是最根源之道，現(xiàn)有LED的每瓦用電中，僅有15％20％被轉(zhuǎn)化成光能，其余都被轉(zhuǎn)化成熱能并消散掉（廢熱），而提升此一轉(zhuǎn)換效率的重點就在p-n接面（p-njunctio

5、n）上，p-n接面是LED主要的發(fā)光發(fā)熱位置，透過p-n接面的結(jié)構(gòu)設(shè)計改變可提升轉(zhuǎn)化效率?！　∏把裕汉翢o疑問的，這個世界需要高亮度發(fā)光二極管（HighBrightnessLight-EmittingDiode；HBLED），不僅是高亮度的白光LED（HBWLED），也包括高亮度的各色LED，且從現(xiàn)在起的未來更是積極努力與需要超高亮度的LED（UltraHighBrightnessLED，簡稱：UHDLED）?！　∮肔ED背光取代手持裝置原有的EL背光、CCFL背光，不僅電路設(shè)計更簡潔容易，且有較高的外力抗受性。用LED背光取代液晶電視原有的CCFL背光，不僅更環(huán)保而且顯示更逼真亮麗

6、。用LED照明取代白光燈、鹵素?zé)舻日彰?，不僅更光亮省電，使用也更長效，且點亮反應(yīng)更快，用于煞車燈時能減少后車追撞率。　　所以，LED從過去只能用在電子裝置的狀態(tài)指示燈，進步到成為液晶顯示的背光，再擴展到電子照明及公眾顯示，如車用燈、交通號志燈、看板訊息跑馬燈、大型影視墻，甚至是投影機內(nèi)的照明等，其應(yīng)用仍在持續(xù)延伸?！　「匾氖?，LED的亮度效率就如同摩爾定律（Moore''''sLaw）一樣，每24個月提升一倍，過去認(rèn)為白光LED只能用來取代過于耗電的白熾燈、鹵素?zé)簦窗l(fā)光效率在1030lm/W內(nèi)的層次，然而在白光LED突破60lm/W甚至達100lm/W后，就連螢光燈、高壓氣體

7、放電燈等也開始感受到威脅?！　‰m然LED持續(xù)增強亮度及發(fā)光效率，但除了最核心的螢光質(zhì)、混光等專利技術(shù)外，對封裝來說也將是愈來愈大的挑戰(zhàn)，且是雙重難題的挑戰(zhàn)，一方面封裝必須讓LED有最大的取光率、最高的光通量，使光折損降至最低，同時還要注重光的發(fā)散角度、光均性、與導(dǎo)光板的搭配性?！　×硪环矫?，封裝必須讓LED有最佳的散熱性，特別是HB（高亮度）幾乎意味著HP（HighPower，高功率、高用電），進出LED的電流值持續(xù)在增大，倘若不能良善散熱，則不僅會使LED的亮度減弱