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                          UVLED原理與特性

                          1、UVLED發光機理:PN結的端電壓構成一定勢壘,當加正向偏置電壓時勢壘下降,P區和N區的多數載流子向對方擴散。由于電子遷移率比空穴遷移率大得多,所以會出現大量電子向P區擴散,構成對P區少數載流子的注入。這些電子與價帶上的空穴複合,複合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結發光的原理。
                          UVLED線光源固化設備UVLED線光源固化設備
                          2、UVLED發光效率:一般稱爲組件的外部量子效率,其爲組件的內部量子效率與組件的取出效率的乘積。所謂組件的內部量子效率,其實就是組件本身的電光轉換效率,主要與組件本身的特性(如組件材料的能帶、缺陷、雜質)、組件的壘晶組成及結構等相關。而組件的取出效率則指的是組件內部産生的光子,在經過組件本身的吸收、折射、反射後,實際在組件外部可測量到的光子數目。因此,關于取出效率的因素包括了組件材料本身的吸收、組件的幾何結構、組件及封裝材料的折射率差及組件結構的散射特性等。而組件的內部量子效率與組件的取出效率的乘積,就是整個組件的發光效果,也就是組件的外部量子效率。早期組件發展集中在提高其內部量子效率,主要方法是通過提高壘晶的質量及改變壘晶的結構,使電能不易轉換成熱能,進而間接提高UVLED的發光效率,從而可獲得70%左右的理論內部量子效率,但是這樣的內部量子效率幾乎已經接近理論上的極限。在這樣的狀況下,光靠提高組件的內部量子效率是不可能提高組件的總光量的,因此提高組件的取出效率便成爲重要的研究課題。現在的方法主要是:晶粒外型的改變——TIP結構,表面粗化技術。
                          3、UVLED電氣特性:電流控制型器件,負載特性類似PN結的UI曲線,正向導通電壓的極小變化會引起正向電流的很大變化(指數級別),反向漏電流很小,有反向擊穿電壓。在實際使用中,應選擇 。UVLED正向電壓隨溫度升高而變小,具有負溫度系數。UVLED消耗功率 ,一部分轉化爲光能,這是我們需要的。剩下的就轉化爲熱能,使結溫升高。散發的熱量(功率)可表示爲 。
                          4、UVLED光學特性:UVLED提供的是半寬度很大的單色光,由于半導體的能隙隨溫度的上升而減小,因此它所發射的峰值波長隨溫度的上升而增長,即光譜紅移,溫度系數爲+2~3A/ 。UVLED發光亮度L與正向電流。電流增大,發光亮度也近似增大。另外發光亮度也與環境溫度有關,環境溫度高時,複合效率下降,發光強度減小。
                          5、UVLED熱學特性:小電流下,LED溫升不明顯。若環境溫度較高,UVLED的主波長就會紅移,亮度會下降,發光均勻性、一致性變差。尤其點陣、大顯示屏的溫升對LED的可靠性、穩定性影響更爲顯著。所以散熱設計很關鍵。
                          6、UVLED壽命:UVLED的長時間工作會光衰引起老化,尤其對大功率UVLED來說,光衰問題更加嚴重。在衡量UVLED的壽命時,僅僅以燈的損壞來作爲UVLED壽命的終點是遠遠不夠的,應該以UVLED的光衰減百分比來規定LED的壽命,比如35%,這樣更有意義。
                          7、大功率UVLED封裝:主要考慮散熱和出光。散熱方面,用銅基熱襯,再連接到鋁基散熱器上,晶粒與熱襯之間以錫片焊作爲連接,這種散熱方式效果較好,性價比較高。出光方面,采用芯片倒裝技術,並在底面和側面增加反射面反射出浪費的光能,這樣可以獲得更多的有消出光。
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