全球性的能源短缺和环境污染状况,LED显示屏以其节能及环保的特点有着广阔的应用空间,在照明领域中LED发光产品的应用正吸引着世人的目光。一般来说, LED灯工作是否稳定,品质好坏,与灯体本身散热至关重要,目前市场上的高亮度LED灯的散热,常常采用自然散热,效果并不理想。LED光源打造的LED 灯具,由LED、散热结构、驱动器、透镜组成,因此散热也是一个重要的部分,如果LED不能很好散热、它的寿命也会受影响。
熱量管理是高亮度LED應用中的主要問題
由于III族氮化物的p型摻雜受限于Mg受主的溶解度和空穴的較高啓動能,熱量特別容易在p型區域中産生,這個熱量必須通過整個結構才能在熱沈上消散;LED器件的散熱途徑主要是熱傳導和熱對流;Sapphire襯底材料極低的熱導率導致器件熱阻增加,産生嚴重的自加熱效應,對器件的性能和可靠性産生毀滅性的影響。
熱量對高亮度LED的影響
熱量集中在尺寸很小的芯片內,芯片溫度升高,引起熱應力的非均勻分布、芯片發光效率和螢光粉激射效率下降;當溫度超過一定值時,器件失效率呈指數規律增加。統計資料表明,元件溫度每上升2℃,可靠性下降10%。當多個LED密集排列組成白光照明系統時,熱量的耗散問題更嚴重。解決熱量管理問題已成爲高亮度LED應用的先決條件。
芯片尺寸與散熱的關系
提高功率LED顯示屏的亮度最直接的方法是增大輸入功率,而爲了防止有源層的飽和必須相應地增大p-n結的尺寸;增大輸入功率必然使結溫升高,進而使量子效率降低。單管功率的提高取決于器件將熱量從p-n結導出的能力、在保持現有芯片材料、結構、封裝工藝、芯片上電流密度不變及等同的散熱條件下,單獨增加芯片的尺寸,結區溫度將不斷上升。
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