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白光LED現(xiàn)狀及LED使用過程中的損失分析   

LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。近年來，上一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家圍繞LED的研制展開了激烈的技術(shù)競(jìng)賽。

出光率決定LED光源應(yīng)用程度

LED燈具與傳統(tǒng)燈具有完全不同的結(jié)構(gòu)，而且結(jié)構(gòu)對(duì)發(fā)揮其特性有著關(guān)健作用，現(xiàn)代LED燈具主要由LED光源、光學(xué)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)性器、散熱器、標(biāo)準(zhǔn)燈具接口等五部分組成。

德國量一的芯片內(nèi)通過在硅膠中摻入納米熒光粉可使折射率提高到1.8以上，降低光散射，提高LED出光效率并有效改善了光色質(zhì)量。通常熒光粉尺寸在1um 以上折射率大于或等于1.85，而硅膠折射率一般為1.5左右，由于兩者同折射率的不匹配以及熒光粉顆粒尺寸遠(yuǎn)大于光散射極限（30 nm），因而熒光粉顆粒表面存在光散射，降低了出光率。

目前白光LED主要通過三種形式實(shí)現(xiàn)：

1、采用紅、綠、藍(lán)三色LED組合發(fā)光即多芯片白光LED；

2、采用藍(lán)光LED芯片和黃色熒光粉，由藍(lán)光和黃光兩色互補(bǔ)得到白光或用藍(lán)光LED芯片配合紅色和綠色熒光粉，由芯片發(fā)出的藍(lán)光、熒光粉發(fā)出的紅光和綠光三色混合獲得白光；

3、利用紫外LED芯片發(fā)出的近紫外激發(fā)三基色熒光粉得到白光。

目前應(yīng)用廣泛的是第二種方式，采用藍(lán)光LED芯片和黃色熒光粉，互補(bǔ)得到白光。因此，此種芯片提高LED的流明效率，決定于藍(lán)光芯片的初始光通量及光維持率。

而藍(lán)光LED芯片的初始光通量是隨著外延及襯底技術(shù)發(fā)展而提升的。光通維持率則光通過封裝技術(shù)進(jìn)行保持的，保持光通維持率的關(guān)鍵在于改善導(dǎo)電及散熱內(nèi)環(huán)境，這就涉及到LED封裝的關(guān)鍵技術(shù)：低熱阻封裝工藝和高取光率封裝結(jié)構(gòu)與工藝。

就目前來講，現(xiàn)有LED光效水平，由于輸入電能的80%轉(zhuǎn)化為熱量，因此芯片散熱熱量十分關(guān)鍵。LED封裝熱阻主要包括材料內(nèi)部熱阻和界面熱阻。散熱基極的作用主要是吸收芯片產(chǎn)生的熱量，并傳導(dǎo)到熱阻上，實(shí)現(xiàn)與外界的熱交換；而減少界面和界面接觸熱阻，增強(qiáng)散熱也是關(guān)鍵，因此芯片和散熱基極的熱界面材料選擇十分重要，目前采用低溫或共晶焊膏或銀膠。德國量一照明使用的LED芯片內(nèi)使用的導(dǎo)熱膠是內(nèi)摻納米顆粒的導(dǎo)熱膠，有效提高了界面?zhèn)鳠?，減少了界面熱阻，加速了LED芯片的散熱。

在LED使用過程中，輻射復(fù)合產(chǎn)生的光子在向外發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的損失，主要有三個(gè)方面：

1、芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷以及材料的吸收，光子在出射界面由于折射率差引起的反射損失；

2、由于入射角大于全反射臨界角而引出的全反射損失；

3、通過在芯片表面覆蓋一層折射率相對(duì)較高的透明膠層有效減少光子在界面的損失，提高了取光率。

因此要求其有透光率高，折射率高，熱穩(wěn)定性好，流動(dòng)性好，易于噴涂，同是為提高LED封裝的可靠性它要求具有低吸濕性，5MM食人魚黃光透明，低應(yīng)力耐老化等特性。而且通常白光LED還需要芯片所發(fā)的藍(lán)光激發(fā)黃色熒光粉合成發(fā)光，在封裝膠內(nèi)還需加入黃色熒光粉進(jìn)行配比混色，因此熒光粉的激發(fā)效率和轉(zhuǎn)換效率是高光效的關(guān)鍵。

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LED靜電防護(hù)

LED屬半導(dǎo)體器件，3mm紅光食人魚，對(duì)靜電較為敏感，尤其對(duì)于白、綠、藍(lán)、紫色LED要做好預(yù)防靜電產(chǎn)生和靜電工作。

1．靜電的產(chǎn)生：

① 摩擦：在日常生活中，任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電，而產(chǎn)生靜電的最常見的方法，就是摩擦生電。材料的絕緣性越好，越容易摩擦生電。另外，任何兩種不同物質(zhì)的物體接觸后再分離，也能產(chǎn)生靜電。

② 感應(yīng)：針對(duì)導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動(dòng)，如將其置于一電場(chǎng)中，由于同性相斥，異性相吸，正負(fù)離子就會(huì)轉(zhuǎn)移，在其表面就會(huì)產(chǎn)生電荷。

③ 傳導(dǎo)：針對(duì)導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動(dòng)，如與帶電物體接觸，將發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。

2．靜電對(duì)LED的危害：

①因瞬間的電場(chǎng)或電流chan生的熱，使LED局部受傷，表現(xiàn)為漏電流迅速增加，仍能工作，但亮度降低，壽命受損。

②因電場(chǎng)或電流破壞LED的絕緣層，使器件無法工作（完全破壞），表現(xiàn)為死燈。

3.靜電防護(hù)及措施：

對(duì)于整個(gè)工序（生產(chǎn)、測(cè)試、包裝等）所有與LED直接接觸的員工都要做好防止和靜電措施，5MM圓頭0.2W食人魚白光，主要有

1、車間鋪設(shè)防靜電地板并做好接地。

2、工作臺(tái)為防靜電工作臺(tái)，生產(chǎn)機(jī)臺(tái)接地良好。

3、操作員穿防靜電服、帶防靜電手環(huán)、手套或腳環(huán)。

4、應(yīng)用離子風(fēng)機(jī)。

5、焊接電烙鐵做好接地措施。

6、包裝采用防靜電材料。

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