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了解UVLED原理与特性

2020/1/3 13:26:13      点击:633

1、UVLED光固化原理是指在紫外光的照射下,光引发剂吸收特定波长的光子,激发到激发状态,形成自由基或阳离子,然后通过分子间能量的传递,使聚合性预聚物和感光性单体等变成激发态,产生电荷转移络合体,这些结合体不断交联聚合,在极短的时间里产生固化成三维网状结构的高分子聚合物。其中,吸收辐射能,引发单体、低聚物的不饱和双键交联固化,是UV固化体系的关键部分。

2、UVLED发光机理:PN结的端电压构成一定势垒,当加正向偏置电压时势垒下降,P区和N区的多数载流子向对方扩散。由于电子迁移率比空穴迁移率大得多,所以会出现大量电子向P区扩散,构成对P区少数载流子的注入。这些电子与价带上的空穴复合,复合时得到的能量以光能的形式释放出去。这就是PN结发光的原理。

3、UVLED发光效率:一般称为组件的外部量子效率,其为组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积。所谓组件的内部量子效率,其实就是组件本身的电光转换效率,主要与组件本身的特性(如组件材料的能带、缺陷、杂质)、组件的垒晶组成及结构等相关。而组件的取出效率则指的是组件内部产生的光子,在经过组件本身的吸收、折射、反射后,实际在组件外部可测量到的光子数目。因此,关于取出效率的因素包括了组件材料本身的吸收、组件的几何结构、组件及封装材料的折射率差及组件结构的散射特性等。而组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积,就是整个组件的发光效果,也就是组件的外部量子效率。早期组件发展集中在提高其内部量子效率,主要方法是通过提高垒晶的质量及改变垒晶的结构,使电能不易转换成热能,进而间接提高UVLED的发光效率,从而可获得70%左右的理论内部量子效率,但是这样的内部量子效率几乎已经接近理论上的极限。在这样的状况下,光靠提高组件的内部量子效率是不可能提高组件的总光量的,因此提高组件的取出效率便成为重要的研究课题。现在的方法主要是:晶粒外型的改变——TIP结构,表面粗化技术。

4、UVLED热学特性:小电流下,LED温升不明显。若环境温度较高,UVLED的主波长就会红移,亮度会下降,发光均匀性、一致性变差。尤其点阵、大显示屏的温升对LED的可靠性、稳定性影响更为显著。所以散热设计很关键。

5、UVLED寿命:UVLED的长时间工作会光衰引起老化,尤其对大功率UVLED来说,光衰问题更加严重。在衡量UVLED的寿命时,仅仅以灯的损坏来作为UVLED寿命的终点是远远不够的,应该以UVLED的光衰减百分比来规定LED的寿命,比如35%,这样更有意义。

6、大功率UVLED封装:主要考虑散热和出光。散热方面,用铜基热衬,再连接到铝基散热器上,晶粒与热衬之间以锡片焊作为连接,这种散热方式效果较好,性价比较高。出光方面,采用芯片倒装技术,并在底面和侧面增加反射面反射出浪费的光能,这样可以获得更多的有消出光。