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温度对LED存在哪些影响?

2011-12-07
       led作为绿色环保的第四代光源,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。
    (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。
     三、温度升高会降低LED的发光效率
  温度影响LED光效的原因包括以下几个方面:
  (1)温度升高,电子与空穴的浓度会增加,禁带宽度会减小,电子迁移率将减小。
  (2)温度升高,势阱中电子与空穴的辐射复合几率降低,造成非辐射复合(产生热量),从而降低LED的内量子效率。          (3)温度升高导致芯片的蓝光波峰向长波方向偏移,使芯片的发射波长和荧光粉的激发波长不匹配,也会造成白光LED 外部光提取效率的降低
       (4)随着温度上升,荧光粉量子效率降低,出光减少,LED 的外部光提取效率降低。
  (5)硅胶性能受环境温度影响较大。随着温度升高,硅胶内部的热应力加大,导致硅胶的折射率降低,从而影响LED光效。
          四、温度对LED发光波长(光色)的影响
    LED的发光波长一般可分成峰值波长与主波长。峰值波长即光强最大的波长,而主波长可由X、Y色度坐标决定,反映了人眼所感知的颜色。显然,结温所引致的LED发光波长的变化将直接造成人眼对LED发光颜色的不同感受。对于一个LED器件,发光区材料的禁带宽度值直接决定了器件发光的波长或颜色。温度升高,材料的禁带宽度将减小,导致器件发光波长变长,颜色发生红移。

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