LED封装的取光效率
常规LED
是支架式，采用环氧树脂封装，功率较小，整体发光光通量不大，亮度高的也只能
特殊照明使用。
随着LED芯片技术和封装技术的发展，顺应照明领域对高光通量LED产品的，功率型LED逐步走入市场。本文由www.dziuu.com整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
这种功率型的LED是将发光芯片放在散热热沉上，上面装配光学透镜以达到
光学空间分布，透镜内部填充低应力柔性硅胶。
功率型LED要真正进入照明领域，实现家庭日常照明，其要
的问题还有
，其中最重要的便是发光效率。目前市场上功率型LED报道的最高流明效率在50lm/W左右，还远达不到家庭日常照明的要求。
提高功率型LED发光效率，一
其发光芯片的效率有待提高;另一，功率型LED的封装技术也需进一步提高，从结构设计、材料技术及工艺技术等多入手，提高产品的封装取光效率。
影响取光效率的封装要素
1.散热技术
对于由PN结组成的发光二极管，当正向电流从PN结流过时，PN结有发热损耗，这些热量经由粘结胶、灌封材料、热沉等，辐射到空气中，在
过程中每一部分材料都有阻止热流的热阻抗，也
热阻，热阻是由器件的尺寸、结构及材料所决定的固定值。设发光二极管的热阻为Rth(℃/W)，热耗散功率为PD(W)，
电流的热损耗而引起的PN结温度上升为：
△T(℃)=Rth×PD。
PN结结温为：
TJ=TA+Rth×PD
其中TA为环境温度。结温的上升会使PN结发光复合的几率下降，发光二极管的亮度就会下降。
，热损耗引起的温升增高，发光二极管亮度将不再继续随着电流成比例提高，即显示出热饱和现象。
，随着结温的上升，发光的峰值波长也将向长波方向漂移，约0.2-0.3nm/℃，这对于通过由蓝光芯片涂覆YAG荧光粉混合得到的白色LED
，蓝光波长的漂移，会引起与荧光粉激发波长的失配，从而降低白光LED的整体发光效率，并导致白光色温的改变。
对于功率发光二极管，驱动电流都为几百毫安
，PN结的电流密度非常大，
PN结的温升非常明显。对于封装和应用，如何降低产品的热阻，使PN结产生的热量能尽快的散发出去，不仅可提高产品的饱和电流，提高产品的发光效率，也提高了产品的可靠性和寿命。降低产品的热阻，首先封装材料的选择显得尤为重要，
热沉、粘结胶等，各材料的热阻要低，即要求导热性能
。其次结构设计要合理，各材料间的导热性能连续匹配，材料
的导热连接，避免在导热通道中产生散热瓶颈，确保热量从内到外层层散发。，要从工艺上确保，热量
预先设计的散热通道及时的散发出去。
2.填充胶的选择
根据折射定律，光线从光密介质入射到光疏介质时，当入射角达到值，即大于等于临界角时，会发生全发射。以GaN蓝色芯片，GaN材料的折射率是2.3，当光线从晶体内部射向空气时，根据折射定律，临界角θ0=sin-1(n2/n1)
其中n2等于1，即空气的折射率，n1是GaN的折射率，由此计算得到临界角θ0约为25.8度。在这种
下，能射出的光只有入射角≤25.8度空间立体角内的光，据报导，目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右，
，芯片晶体的内部吸收，能射出到晶体外面光线的比例很少。据报导，目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右。同样，芯片发出的光要透过封装材料，传送到空间，也要考虑材料对取光效率的影响。
，提高LED产品封装的取光效率，
提高n2的值，即提高封装材料的折射率，以提高产品的临界角，从而提高产品的封装发光效率。，封装材料对光线的吸收要小。提高出射光的比例，封装的外形最好是拱形或半球形，这样，光线从封装材料射向空气时，几乎是垂直射到界面，因而不再产生全反射。
3.反射
反射主要有两，一是芯片内部的反射，二是封装材料对光的反射，通过内、外两的反射，来提高从芯片内部射出的光通比例，减少芯片内部吸收，提高功率LED成品的发光效率。从封装，功率型LED通常是将功率型芯片装配在带反射腔的金属支架或基板上，支架式的反射腔是采取电镀方式提高反射效果，而基板式的反射腔是采用抛光方式，有条件的还会进行电镀，但两种方式受模具精度及工艺影响，后的反射腔有的反射效果，但并不理想。目前国内制作基板式的反射腔，抛光精度不足或金属镀层的氧化，反射效果较差，这样导致光线在射到反射区后被吸收，无法按预期的目标反射至出光面，从而导致最终封装后的取光效率偏低。
我们
多的研究和试验，研制成一种具有自主知识产权的使用有机材料涂层的反射工艺，通过这种工艺，使得反射到载片腔内的光线吸收很少，能将大部分射到其上面的光线反射至出光面。这样后的产品取光效率与之前相比可提高30%-50%。我们目前1W白光功率LED的光效可达40-50lm/W(在远方PMS-50光谱分析测试仪器上测试结果)，获得了很好的封装效果。
4.荧光粉选择与涂覆
对于白色功率型LED，发光效率的提高还与荧光粉的选择和工艺有关。提高荧光粉激发蓝色芯片的效率，首先荧光粉的选择要合适，激发波长、颗粒度大小、激发效率等，需全面考核，兼顾各个性能。其次，荧光粉的涂覆要均匀，最好是
发光芯片各个发光面的胶层厚度均匀，以免因厚度不均造成局部光线无法射出，也可改善光斑的质量。
的散热设计对提高功率型LED产品发光效率有着显著的作用，也是确保产品寿命和可靠性的前提。而设计的出光通道，这里着重指反射腔、填充胶等的结构设计、材料选择和工艺，可以有效提高功率型LED的取光效率。对功率型白光LED，荧光粉的选择和工艺设计，对光斑的改善和发光效率的提高也至关重要。本文由www.dziuu.com整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
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