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温度升高对LED各光电参数及可靠性的影响

上传人:未知

上传时间: 2011-06-30

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  led(Light Emitting Diode:发光二极管) 作为第四代光源,因其节能、环保、长寿命等优点极具发展前景。但因为LED对温度极为敏感,结温升高会影响LED的寿命、光效、光色(波长)、色温、光形 (配光)以及正向电压、最大注入电流、光度、色度、电气参数以及可靠性等。

  一、温度过高会对LED造成永久性破坏

  (1)LED工作温度超过芯片的承载温度将会使LED的发光效率快速降低,产生明显的光衰,并造成损坏;

  (2)LED多以透明环氧树脂封装,若结温超过固相转变温度(通常为125℃),封装材料会向橡胶状转变并且热膨胀系数骤升,从而导致LED开路和失效。

  二、温度升高会缩短LED的寿命

  LED的寿命表现为它的光衰,也就是时间长了,亮度就越来越低,直到最后熄灭。通常定义LED光通量衰减30%的时间为其寿命。

  通常造成LED光衰的原因有以下几方面:

  (1)LED芯片材料内存在的缺陷在较高温度时会快速增殖、繁衍,直至侵入发光区,形成大量的非辐射复合中心,严重降低LED的发光效率。另外,在高温条件下,材料内的微缺陷及来自界面与电板的快扩杂质也会引入发光区,形成大量的深能级,同样会加速LED器件的光衰。

  (2)高温时透明环氧树脂会变性、发黄,影响其透光性能,工作温度越高这种过程将进行得越快,这是LED光衰的又一个主要原因。

  (3)荧光粉的光衰也是影响LED光衰的一个主要原因,因为荧光粉在高温下的衰减十分严重。

  所以,高温是造成LED光衰,缩短LED寿命的主要根源。

  不同品牌LED的光衰是不同的,通常LED厂家会给出一套标准的光衰曲线。例如Philips Lumiled公司的Luxeon K2的光衰曲线如图1所示,当结温从115℃提高到135℃,其寿命就会从50,000小时缩短到20,000小时。

  

图1 Lumiled Luxeon K2的光衰曲线

  高温导致的LED光通量衰减是不可恢复的,LED没有发生不可恢复的光衰减前的光通量,称为LED的“初始光通量”。

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