LED发光效率解决方案分析

十倍，因此，会出现随着温度上升，而出现发光功率降低的问题，所以在能够抗热性高封装材料的开发上，相对显的非常重要。

　　或许在20～30lm/W以下的LED，这些问题都不明显，但是，一旦面临60lm/w以上的高发光功率LED的时候，就需要想办法解决的。热效应所带来的影响，绝对不会仅仅只有LED本身，而是会对整个应用产品带来困扰，所以，LED如果能够在这一方面获得解决的话，那幺，也可以减轻应用产品本身的散热负担。因此，在面对不断提高电流情况的同时，如何增加抗热能力，也是现阶段的急待被克服的问题。从各方面来看，除了材料本身的问题外，还包括从芯片到封装材料间的抗热性、导热结构及封装材料到PCB板间的抗热性、导热结构和PCB板的散热结构等，这些都需要作整体性的考量。例如，即使能够解决从芯片到封装材料间的抗热性，但因从封装到PCB板的散热效果不好的话，同样也是造成LED芯片温度的上升，出现发光效率下降的现象。所以，就像是松下就为了解决这样的问题，从2005年开始，便把包括圆形、线形、面型的白光LED，与PCB基板设计成一体，来克服可能因为出现在从封装到PCB板间散热中断的问题。但并非所有的业者都像松下一样，因为各业者的策略关系，有的业者以基板设计的简便为目标，只针对PCB板的散热结构进行改良。还有相当多的业者，因为本身不生产LED，所以只能在PCB板做一些研发，但仅此还是不够的，所以需要选择散热性良好的白光LED。能让PCB板上用的金属材料，能与白光LED封装中的散热槽紧密连接，达到散热的能力。这样看起来好象只是因为期望达到散热，而把简单的一件事情予以复杂化，到底这样是不是符合成本和进步的概念？以今天的应用层面来说，很难做一个判断，不过，是有一些业者正朝向这方面作考量，例如Citizen在2004年所发表的产品，就是能够从封装上厚度为2～3mm 的散热槽向外散热，提供应用业者能够因为使用了具有散热槽的高功率白光LED，能让PCB板的散热设计得以发挥。

封装材料的改变使白光LED寿命达原先的4倍。发热的问题不是只会对亮度表现带来影响，同时也会对LED本身的寿命出现挑战，所以在这一部份，LED不断的开发出封装材料来因应持续提高中的LED亮度所产生的影响。

　　过去用来作为封装材料的环氧树脂，耐热性比较差，可能会出现在LED芯片本身的寿命到达前，环氧树脂就已经出现变色的情况，因此，为了提高散热性，必须让更多的电流获得释放。除此之外，不仅因为热现象会对环氧树脂产生影响，甚至短波长也会对环氧树脂造成一些问题，这是因为环氧树脂相当容易被白光LED中的短波长光线破坏，即使低功率的白光LED就已经会造成环氧树脂的破坏，更何况高功率的白光LED所含的短波长的光线更多，恶化自然也加速，甚至有些产品在连续点亮后的使用寿命不到5,000小时。所以，与其不断的克服因为旧有封装材料－环氧树脂所带来的变色困扰，不如朝向开发新一代的封装材料的选择。目前在解决寿命这一方面的问题，许多LED封装业者都朝向放弃环氧树脂，而改用了硅树脂和陶瓷等作为封装的材料。根据统计，因为改变了封装材料，事实上可以提高LED的寿命。就资料上来看，代替环氧树脂的封装材料－硅树脂，就具有较高的耐热性，根据试验，即使是在摄氏150～180度的高温，也不会变色的现象，看起来似乎是一个不错的封装材料。硅树脂能够分散蓝色和近紫外光，与环氧树脂相比，硅树脂可以抑制材料因为电流和短波长光线所带来的劣化现象，缓和光穿透率下降的速度。以目前的应用来看，几乎所有的高功率白光LED产品都已经改用硅树脂作为封装的材料，例如，相对于波长 400～450nm的光，环氧树脂约在个位的数百分比左右，但硅树脂对400～450nm的光线吸收却不到百分之一，这样的落差，使得在抗短波长方面，硅树脂有着较出色的表现。

　　就寿命表现度而言，硅树脂可以达到延长白光LED使用寿命的目标，甚至可以达到4万小时以上的使用寿命。但是不是真的适合用来做照明的应用还有待研究，因为硅树脂是具有弹性的柔软材料，所以在封装的过程中，需要特别注意应用的方式，从而设计出最适当的应用技术。

对于未来应用方面，提高白光LED的光输出效率将会是决胜的关键点。白光LED的生产技术，从过去的蓝色LED和黄色YAG荧光体的组合，开发出仿真白光，到利用三色混合或者使用GaN材料，开发出白光LED，对于应用来说，已经可以看的出将会朝向更广泛的方向扩展。另外，白光LED的发光效率，已经有了不错的发展，日本LED照明推进协会的目标是，期望能够在2009年达到100lm/w的发光效率，所以预计