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LED 被称为第四代照明光源或绿色光源🫓，具有节能、环保、寿命长🧔🏽♂️➔、体积小等特点，广泛应用于各种指示🙇🏻、显示、装饰、背光源🌳、普通照明和城市夜景等领域。根据使用功能的不同🧑🏽🦳，可以将其划分为信息显示、信号灯、车用灯具、液晶屏背光源、通用照明五大类。
常规LED灯存在着亮度不足等缺憾，而导致普及率不够。功率型LED灯却有着亮度足使用寿命长等优势，但是功率型LED却有着封装等技术困难，下面就简单分析一下影响功率型LED封装取光效率的因素🧧。
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👰🏼，在这个过程中每一部分材料都有阻止热流的热阻抗🔒，也就是热阻，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)🌑，此时由于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🧑🚀。由于结温的上升会使PN结发光复合的几率下降，发光二极管的亮度就会下降。同时，由于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。另外，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来说𓀒，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来说，驱动电流一般都为几百毫安以上🤾🏽♀️，PN结的电流密度非常大，所以PN结的温升非常明显。对于封装和应用来说👰🏻，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，同时也提高了产品的可靠性和寿命。为了降低产品的热阻🐾，首先封装材料的选择显得尤为重要，包括热沉、粘结胶等，各材料的热阻要低💁🏻♀️，即要求导热性能良好。其次结构设计要合理🚸，各材料间的导热性能连续匹配，材料之间的导热连接良好，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。同时🤵♀️，要从工艺上确保，热量按照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，当入射角达到一定值，即大于等于临界角时🧘🏿♂️，会发生全发射🛥。以GaN蓝色芯片来说，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🌿。在这种情况下，能射出的光只有入射角≤25.8度这个空间立体角内的光🙆🏼。据报导，目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右✍🏻🤙🏽，因此👨🏻🦯，由于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🧔🏼。
所以，为了提高LED产品封装的取光效率，必须提高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🤹。同时🔼🧯，封装材料对光线的吸收要小🧑🏽✈️。为了提高出射光的比例，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.反射处理
反射处理主要有两方面⚂，一是芯片内部的反射处理，二是封装材料对光的反射，通过内、外两方面的反射处理，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👩🏿🎓💞。从封装来说🧏🏿♀️，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💩，支架式的反射腔一般是采取电镀方式提高反射效果，而基板式的反射腔一般是采用抛光方式，有条件的还会进行电镀处理，但以上两种处理方式受模具精度及工艺影响，处理后的反射腔有一定的反射效果🧜🏽♀️，但并不理想。目前国内制作基板式的反射腔💁🏻♀️，由于抛光精度不足或金属镀层的氧化，反射效果较差，这样导致很多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🎚。
4.荧光粉选择与涂覆
对于白色功率型LED来说，发光效率的提高还与荧光粉的选择和工艺处理有关。为了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👐🧑🏻🦼➡️，包括激发波长、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，最好是相对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🎍，同时也可改善光斑的质量。
综述：良好的散热设计对提高功率型LED产品发光效率有着显着的作用，同时也是确保产品寿命和可靠性的前提。而设计良好的出光通道，这里着重指反射腔🧏🏿♀️、填充胶等的结构设计、材料选择和工艺处理，可以有效提高功率型LED的取光效率。对功率型白光LED来说👧，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。
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