影響半導(dǎo)體照明光衰及色衰因素的研究.pdf

1、發(fā)光二極管(lightemittingdiode，LED)是一種新型固體照明光源，具有發(fā)光效率高、功耗小、廢棄物無汞污染等優(yōu)點(diǎn)。盡管白光LED取代傳統(tǒng)照明器件只是時(shí)間問題，但其目前仍存在器件壽命較短，顯色性不好等問題。本課題通過研究封裝材料，分析了散熱對(duì)白光LED器件光衰的影響，并設(shè)計(jì)出一體化封裝LED散熱支架，改善了傳統(tǒng)支架散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等問題，延長(zhǎng)了白光LED器件壽命。同時(shí)提出將紅光有機(jī)材料應(yīng)用于白光LED提高器件的顯色指數(shù)。此

2、外，對(duì)影響白光LED器件光衰及色衰等因素做了研究，為提高白光LED性能，延長(zhǎng)壽命進(jìn)一步奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 首先，研究了有機(jī)紅光材料MEH-PPV對(duì)白光LED器件顯色指數(shù)的影響。分別將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％、10％、15％、20％的有機(jī)紅光材料MEH-PPV混合加入YAG熒光粉中，用藍(lán)光芯片激發(fā)混合熒光粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明:MEH-PPV可吸收黃綠光，在615nm附近輻射出較強(qiáng)紅光，補(bǔ)充了白光LED光譜中缺失的紅光成分，提高器件的顯色

3、指數(shù)。隨著MEH-PPV混合質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷增大，LED器件的顯色指數(shù)先增大后減小。這是因?yàn)長(zhǎng)ED芯片發(fā)出的能量能夠激發(fā)有機(jī)材料MEH-PPV的同時(shí)，MEH-PPV對(duì)熒光粉發(fā)出的綠光也有較強(qiáng)吸收。因此其所優(yōu)選的一個(gè)最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％時(shí)，器件的顯色指數(shù)可達(dá)92。
　　 其次，為研究封裝原物料對(duì)白光LED器件光衰的影響，分別進(jìn)行不同熒光粉、芯片、固晶膠的光衰對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明:封裝材料不同對(duì)LED器件的光衰有很大影響。封裝材料受溫度的

4、影響較大，LED器件散熱不良、溫度過高會(huì)導(dǎo)致封裝材料老化，使LED器件產(chǎn)生光衰。因此，解決LED器件的散熱問題是減少光衰的重要途徑。針對(duì)傳統(tǒng)LED支架散熱途徑較長(zhǎng)，散熱環(huán)節(jié)較多等問題，以鋁基板為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出一體化集成封裝的LED散熱支架。該支架同時(shí)也是一個(gè)良好的散熱器，將芯片直接封裝在該支架上，可縮短散熱環(huán)節(jié)，減少熱沉。同時(shí)利用鋁良好的導(dǎo)熱性，提高了器件的熱傳導(dǎo)性和熱對(duì)流特性。
　　 再次，研究大電流沖擊對(duì)混合MEH-PPV的白光

5、LED器件光衰及色衰的影響。在未加任何散熱設(shè)備的情況下，使用700mA電流沖擊LED器件。對(duì)沖擊前后器件性能變化進(jìn)行分析。對(duì)沖擊前后器件性能變化的分析可得:在大電流沖擊下，由于散熱不完善，導(dǎo)致PN結(jié)到外部環(huán)境的熱阻非常大，瞬間產(chǎn)生很高的溫度導(dǎo)致LED芯片快速老化，并且使有機(jī)材料MEH-PPV分解，大量失效。但是對(duì)比沖擊前后黃光波段的光譜幾乎沒有變化，說明雖然MEH-PPV可以提高器件的顯色指數(shù)，但是穩(wěn)定性遠(yuǎn)不如YAG熒光粉。