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提高LED防爆燈發(fā)光效率的十個(gè)技術(shù)點(diǎn)
一、什么是LED防爆燈的發(fā)光效率？
LED防爆燈的發(fā)光效率就是指電光源的光視效能以消耗1W電功率產(chǎn)生多少流明光通量，也就是光通量與功率的比值，單位是流/瓦(1m/W)。一般的要求發(fā)光效率越高越好。不斷完善LED防爆燈的發(fā)光效率，可以提高光輸出強(qiáng)度，使資源的利用率變得更高。通常LED防爆燈廠家都是通過LED燈的原理來提高等的發(fā)光效率，就像下面這幾種一樣：
1、利用電極優(yōu)化或電子晶體等來改善器件GaNLED電流的擴(kuò)展特性；
2、提高電流分布的均勻性；
3、減少電流的聚集效應(yīng)；
4、通過實(shí)現(xiàn)提高芯片的出光效率和轉(zhuǎn)化效率，提高器件爹光電效應(yīng)，提升產(chǎn)品的性能。
二、提高LED防爆燈發(fā)光效率的具體措施介紹：
1、LED防爆燈的燈珠晶粒外形的改變：改變LED防爆燈的矩形外觀形狀是一個(gè)有效提升發(fā)光效率的方法?？梢愿鶕?jù)光學(xué)原理去改。
2、LED防爆燈表面粗話技術(shù)：將組件的內(nèi)部以及外部的幾何形狀粗比，破壞光線在組件內(nèi)部的全反射，提升組件的使用效率。粗化方法基本上是在組件的幾何形狀上形成規(guī)則的凹凸形狀，而這種規(guī)則分布的結(jié)構(gòu)也依所在位置的不同分成了兩種形式，一種是在組件內(nèi)設(shè)置凹凸形狀，另一種方式是在組件上方制作規(guī)則的凹凸形狀，并在組件背面設(shè)置反射層。目前若使用波長(zhǎng)為405nm的紫外組件，可多得43%外部量子效率，取出效率為60%。是目前位置的外部量子效率與取出效率。
3、LED防爆燈芯片黏貼技術(shù)：是為了減少GaAs基板對(duì)LED所放出光線的吸收，部分研究機(jī)構(gòu)提出透明基板是粘貼技術(shù)。這也是LED燈芯片的研究方向之一。
4、LED防爆燈覆晶封裝技術(shù)：用FlipChip結(jié)構(gòu)代替藍(lán)寶毛基板的GaN系列的材料即將傳統(tǒng)的組件反置，并在p型電極上方制作反射率較高的反射層，藉以將原先從組件上方發(fā)出的光線從組件其它的發(fā)光角度導(dǎo)出，而由藍(lán)寶石基板端緣取光。這樣的方法因?yàn)榻档土嗽陔姌O側(cè)的光損耗，可有接近于傳統(tǒng)封裝方式兩倍左右的光量輸出。另一方面，因?yàn)楦簿ЫY(jié)構(gòu)可直接藉由電極或是凸塊與封裝結(jié)構(gòu)中的散熱結(jié)構(gòu)直接接觸，而大幅提升組件的散熱效果，進(jìn)一步提升組件的光通量。
5、LED防爆燈透明襯底技術(shù)：去除GaAs襯底，代之于全透明的GaP晶體。由于芯片內(nèi)除去了襯底吸收區(qū)，使量子效率從4%提升到了25‐30%。為進(jìn)一步減小電極區(qū)的吸收，有人將這種透明襯底型的InGaAlP器件制作成截角倒錐體的外形，使量子效率有了更大的提高。
6、LED防爆燈金屬膜反射技術(shù)：即MB制程，首先去除GaAs襯底，然后在其表面與Si基底表面同時(shí)蒸鍍Al質(zhì)金屬膜，然后在一定的溫度與壓力下熔接在一起。如此，從發(fā)光層照射到基板的光線被Al質(zhì)金屬膜層反射至芯片表面，從而使器件的發(fā)光效率提高2.5倍以上。
7、LED防爆燈表面微結(jié)構(gòu)技術(shù)：表面微結(jié)構(gòu)制程是提高器件出光效率的又一個(gè)有效技術(shù)，該技術(shù)的基本要點(diǎn)是在芯片表面刻蝕大量尺寸為光波長(zhǎng)量級(jí)的小結(jié)構(gòu)，每個(gè)結(jié)構(gòu)呈截角四面體狀，如此不但擴(kuò)展了出光面積，而且改變了光在芯片表面處的折射方向，從而使透光效率明顯提高。測(cè)量指出，對(duì)于窗口層厚度為20μm的器件，出光效率可增長(zhǎng)30%。當(dāng)窗口層厚度減至10μm時(shí)，出光效率將有60%的改進(jìn)。對(duì)于585‐625nm波長(zhǎng)的LED器件，制作紋理結(jié)構(gòu)后，發(fā)光效率可達(dá)30lm/w，其值已接近透明襯底器件的水平。
8、LED防爆燈倒裝芯片技術(shù)：通過MOCVD技術(shù)在蘭寶石襯底上生長(zhǎng)GaN基LED結(jié)構(gòu)層，由P/N結(jié)發(fā)光區(qū)發(fā)出的光透過上面的P型區(qū)射出。由于P型GaN傳導(dǎo)性能不佳，為獲得良好的電流擴(kuò)展，需要通過蒸鍍技術(shù)在P區(qū)表面形成一層Ni‐Au組成的金屬電極層。P區(qū)引線通過該層金屬薄膜引出。為獲得好的電流擴(kuò)展，Ni‐Au金屬電極層就不能太薄。為此，器件的發(fā)光效率就會(huì)受到很大影響，通常要同時(shí)兼顧電流擴(kuò)展與出光效率二個(gè)因素。但無論在什么情況下，金屬薄膜的存在，總會(huì)使透光性能變差。此外，引線焊點(diǎn)的存在也使器件的出光效率受到影響。采用GaNLED倒裝芯片的結(jié)構(gòu)可以從根本上消除金屬薄膜透光性能差，發(fā)光效率差的現(xiàn)象。
9、LED防爆燈芯片鍵合技術(shù)：隨著對(duì)鍵合機(jī)理的逐漸認(rèn)識(shí)和鍵合制程技術(shù)的逐漸成熟，多種不同材料的芯片之間已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)互相鍵合，從而可能形成一些特殊用途的材料和器件。如在硅片上形成硅化物層再進(jìn)行鍵合就可以形成一種新的結(jié)構(gòu)。由于硅化物的電導(dǎo)率很高，因此可以代替雙極型器件中的隱埋層，從而減小RC常數(shù)。
10、LED防爆燈激光剝離技術(shù)：激光剝離技術(shù)(LLO)是利用激光能量分解GaN/藍(lán)寶石接口處的GaN緩沖層，從而實(shí)現(xiàn)LED外延片從藍(lán)寶石襯底分離。技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是外延片轉(zhuǎn)移到高熱導(dǎo)率的熱沉上，能夠改善大尺寸芯片中電流擴(kuò)展。n面為出光面