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Uv紫光LED的技術探討

文章出處:深圳市鑫冠明科技有限公司 人氣:-發表時間:2017/12/8 12:01:54

    Uv紫光LED正在受到照明設備廠商及液晶顯示器廠商的廣泛關注。因為通過配合使用紫外光與可將紫外光分別轉換成紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的熒光材料,有可能實現具有較強色彩再現力的白色LED。目前,市售的白色LED 大多使用的是藍色LED以及將藍色光轉換成黃色光的熒光體材料,紅色光成份較弱。將白色光照射在紅色物質上時會顯現出微弱的橙色。如果要用于背光燈的話,就只好在彩色濾波器上想辦法。但如果是Uv紫光LED的話,就可以解決這些問題。不過,由于Uv紫光LED的發光效率較使用藍色LED的產品大約要低一半,因此亮度就成了紫外LED的一大課題。


上述技術發表后,如何生產出具有與使用藍色LED 相同亮度的白色LED,各LED廠商的解決方案一下子變得明朗了。


芯片尺寸與封裝是開發中的關鍵所在


    為了解決LED因紫外光而出現的性能惡化現象,在封裝過程中采用了不使用樹脂材料的方法。通過將LED芯片裝入金屬封裝內,不使用任何封裝材料直接用金屬蓋封住。這種方法此前該公司一直在GaN類藍紫色半導體激光器中采用。由于此前作為封裝材料使用的環氧類樹脂材料在紫外光的作用下,容易出現樹脂性能惡化的現象,導致透明性降低,從而使得LED亮度也隨之降低。


    另外,還有一個不可忽視的特點。那就是將紫外 LED發光波長設定為380nm。在波長為405nm的產品中,已經存在具有更高輸出功率的紫外LED。例如,美國Cree公司供應的Uv紫光LED工業樣品的輸出功率為250mW。但是,考慮到目前使用的熒光材料,380nm波長LED的RGB 轉換效率要更高一些。


    包括山口大學等院校參加的“21世紀照明工程”正在探討使用400nm波長紫外LED的可行性。因為“波長380nm的光,在提高使用紫外LED制造的白色LED的發光效率時早晚都要面臨極限”(該大學工學部教授、“21世紀照明工程”項目負責人田口常正)。


     該工程主張最佳波長為 400nm的理由主要有兩個。一個是紫外LED本身的外部量子效率在400nm附近最高。2002年3月7日、8日于東京召開的“白色LED與新照明系統的應用”論壇上三菱電線工業與Stanley電氣、山口大學共同發布的數據顯示,波長400nm的外部量子效率是380nm的近2倍。外部量子效率表示的是向LED內部注入1個電子時,從LED向外部放射的光子的數量。這一數值越高,輸入LED的電能以熱能擴散的可能性就越小。


    另一個理由是使用400nm波長,有望提高熒光體的 RGB轉換效率。其理由是RGB各自的波長與紫外光之間的波長差距較小。波長差距越大,波長轉換前后的光能量差也就越大。這一能量差將轉換成熱量,最終會減少轉換成光的能量。白色LED本身的外部量子效率方面, “很有可能還是波長400nm的光最高”(山口大學 田口)。


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