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来源：　　作者：潘岭峰;李琪;刘志强;王晓峰;伊晓燕;王良臣;王军喜;
阳极氧化铝工艺用于提高LED的出光效率　 0引言随着GaN基材料的开发与应用,新一代绿色环保型固态照明光源GaN基白光LED已经成为科技和产业关注的焦点。与传统的照明光源相比,LED照明具有寿命长、可靠性高、体积小、功耗低、易于集成等优点,广泛应用于照明、信号发射、交通信号、信号显示以及各类消费电子的背光源。如何提升器件的效率和降低器件的功率损耗就成为一个非常关键的问题。LED的效率很大程度上受制于器件内部的全反射,这部分反射主要发生于器件和外部介质界面处。从几何光学的角度来讲,对于GaN基LED,由于作为发光区的GaN(n=2·5)材料折射率与空气(n=1)和蓝宝石(n=1·75)相比都大,因此,在空气与GaN界面和蓝宝石与GaN界面处2 84半导体技术第36卷第4期2011年4月发生全反射的临界角分别只有23·60°和44·40,°使得LED的外量子效率只有百分之几。如果将发光区中的任意一点看作一个在4π球面度内均匀发光的点光源,大约只有1/4n2的光线可以出射,这里n是器件表面材料的折射率[1]。因此非常关注如何提高LED的光学萃取效率和外量子效率。为了达到这个目的,许多方法被采用,如表面粗化技术[2-5]、高透明p电极(本文共计4页)　　　　　　　　　　
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下载：20积分目前，单个UV-LED芯片不像白光芯片，其功率非常有限，因此为了获得大功率和使大功率UV-LED器件稳定而可靠地工作，又要做到封装结构简单紧凑，就必须提出UV-LED阵列设计。也就是说，把多个UV-LED芯片集成在一个小模块里，从而得到较大光强的光源。采用COB封装技术，能够尽可能减少从芯片到外部环境之间的接触层，从而降低热阻，解决材料的不匹配问题。配合外部制冷器，能够让大功率UV-LED芯片在较低温度下保持长时间高亮度发光，确保UV-LED光源的可靠性和稳定性。由于芯片发光是从芯片的四周向外界各个方向发射，因此在进行UV-LED点光源结构设计时，影响UV-LED出光效率的主要因素有：1）用于光反射的反射杯结构；2）光线通过透镜的透过率和折射率；3）封装工艺的优劣；4）封装材料的抗紫外老化能力。以上参数都会直接影响UV-LED的出光效率。如果UV-LED的封装结构中并未设计反射杯，则很大一部分光线将会损失，并转化成热量，从而将间接增加热管理难度。目前UV-LED主要分为环氧树脂封装和硅胶/玻璃透镜封装，前者主要应用于大于400 nm的近紫外LED封装，后者则主要应用于波长小于400 nm的LED封装。由于GaN和蓝宝石的折射率分别为2.4和1.76，而气体的折射率为1，较大的折射率差将导致全反射限制光的逸出较为严重，封装后器件的出光效率低。因此，在透镜的设计方面，要综合考虑器件在紫外波段的光透过率、耐热能力和耐紫外老化能力。根据光的萃取原理，以上两种结构均采用折射率很高的硅胶和玻璃透镜，以充分消除光的全反射效应，大大提高出光效率。两种结构非常类似，都是将LED芯片直接固晶在陶瓷基板上，陶瓷基板则通过锡球焊接在铜铝散热片或热沉上，整个封装结构的热阻较小。外层封装为折射率为1.5的硅胶和玻璃透镜，反射板采用陶瓷基板自带的反射腔体，唯一的区别在于后者多加了一层封装硅胶B，形成折射率递减的三层结构，以减少全反射的光线损失。在整个封装结构中，树脂层的厚度都较薄，以便尽可能减少硅树脂对紫外光的吸收损耗。同时，折射率逐层递减的三层结构则有利于减少光在传播过程中的菲涅尔损耗。在某些场合，如需进一步提高光线透过率，可在光学系统各面均镀制光学增透膜。在上述封装结构中，反射腔体的设计也尤为重要。为达到最佳出光光强，反射腔体的反射角度应为55°为最佳反射角，或腔体夹角应为70°。反射角过大或过小均会导致发光强度降低。另外，根据光学上的出光原理，为有效减少全反射现象，选取胶水的原则一般是由里到外，胶水折射率则应从高到低（外层胶水折射率应小于或等于但绝不能高于内层胶水的折射率）。来源：OFweek半导体照明网中国照明产业(zgzmcy)　
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